0

Хочу сгенерировать данные для построения графика следующего вида:

График

Область 1 и 3 я легко строю, а вот область 2 не могу правильно построить. Мой алгоритм построения участка 2 сводится к следующему:

зная уравнение прямой y = ax + b я плавно изменяю коэффициент a от 0 до нужного мне значения, соответствующего заданному углу наклона прямой (участок 3).

Получился такой метод:

private static void FillAsRiseLine(double[] data, int from, int to, double fromA, double toA, double deviation)
{
    var a = fromA;
    var stepA = (toA - fromA) / (to - from);

    for (var x = from; x <= to; x++)
    {
        var b = data[from] - a * from;
        data[x] = x * a + GetRandDouble(b - deviation, b + deviation);
        a += stepA;
    }
}

Все вроде бы хорошо, но график выглядит не так, как хотелось. Ниже выводится полученный результат (красный пунктир - это для наглядности добавил):

введите сюда описание изображения

Как видно, наклон кривой участка №2 стал слишком большим. И теперь я в тупике и ищу помощи тех, кто хорошо разбирается в геометрии. Как можно построить участок №2 таким образом, чтобы кривая на выходе имела угол наклона равный углу наклон прямой участка №3?

UPD. Суть вопроса в следующем: как, зная:

  1. точку начала кривой (x1, y1)
  2. значение производной в точке (x1, y1) = 0
  3. координату x2 точки, где кривая должна заканчиваться
  4. значение производной кривой в точке x2

построить плавно возрастающую кривую?

8
  • Так, как у вас изображено - ничего не получится. Надо отступить левее. Но в общем случае можно построить кривую, требуя не только совпадения точек сочленения, но и производных в этих точках.
    – Harry
    27 июн 2020 в 14:19
  • я плавно изменяю коэффициент a почему только a? что насчет b?
    – tym32167
    27 июн 2020 в 14:21
  • @Harry что вы имеете ввиду, говоря "отступить левее"? 27 июн 2020 в 16:42
  • @tym32167 коэффициент b я тоже менял (в функции на каждой итерации он пересчитывался). Я решал эту задачу на интуитивном уровне. Просто понимал, что нужно плавно изменять производную, чтобы функция росла. Но вот сам метод построения кривой не дает мне правильно построить кривую, потому что коэффициент a уже не является производной в этом случае. 27 июн 2020 в 16:45
  • @Harry обновил вопрос, пояснив суть задачи, которую я не могу решить. 27 июн 2020 в 16:51

2 ответа 2

2

Если из самого условия не следует что-то получше, можно воспользоваться кубическим полиномом

введите сюда описание изображения

Далее мы просто подставляем значения переменных и получаем

введите сюда описание изображения

Далее просто решаем эту систему уравнений - численно, или аналитически - например, с помощью Wolfram Mathematica

введите сюда описание изображения

(простите уж, переводить в красивые формулы не стану... думаю, вы и сами сможете перевести, если нужно будет), а потом по этой формуле просчитать с тем шагом x, который вам нужен, значения y...

2
  • Осталось дописать, что это сплайн интерполяция.
    – Mikhajlo
    28 июн 2020 в 4:55
  • Объемная формула вышла, однако. Эх, ладно. У меня получилось решить эту задачу своим методом. Я чуть позже выложу ответ об этом. Не думал, что задача имеет такое непростое решение 2 июл 2020 в 5:43
2

Нужно вписать часть окружности в угол образованный из двух прямых так чтобы эти прямые оказались касательными к окружности. Тогда и будет у вас будет плавный переход.

Обновлено. Можно также использовать кривые Безье

3
  • Увы, в общем случае это не всегда возможно...
    – Harry
    27 июн 2020 в 17:24
  • Да в случае если между касательными нет второй зоны 27 июн 2020 в 17:27
  • Я вот что имею в виду - у такой окружности, раз она касательная к обеим точкам разрыва, центр должен лежать на перпендикулярах к точкам, в точке их пересечения. Но при этом совершенно не обязательно должно быть совпадение расстояний от точек пересечения нормалей до точек разрывов - т.е. радиусы получаются разные. С точки зрения алгебраической - есть 4 переменные - координаты и производные, но у окружности нет такого количества параметров...
    – Harry
    28 июн 2020 в 5:22

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.