- TI nspire
[TI-nspire] vector_field.tns, 벡터 필드 (그라디언트) plot 프로그램
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- 2024.07.22 - 12:20 2024.07.18 - 15:25 654 2
1. 출처
2. 내용 설명
pdf 파일 참조 : Vector Fields and Vector Field Graphs (pdf)
1. 소개:
- 이 문서는 "Vector Fields and Vector Field Graphs"라는 제목의 PDF 파일에 대한 내용입니다.
- 저자는 Forest W. Arnold이며, 2019년 9월에 작성되었습니다.
2. 벡터와 벡터장 개념:
- 벡터의 기본 정의와 표현 방식(크기와 방향)을 설명합니다.
- R^2와 R^3에서의 벡터 표현 방법을 다룹니다.
- 벡터장을 함수 F(x,y) 또는 F(x,y,z)로 정의하고, 실생활 예시(날씨 지도 등)를 제공합니다.
3. 중요한 벡터장 연산:
- 그래디언트(gradient), 발산(divergence), 회전(curl)에 대해 설명하고 수식을 제공합니다.
- 각 연산의 의미와 중요성을 설명합니다.
4. 벡터장 그래프 그리기:
- TI-Nspire 문서 'vector_field.tns'에 포함된 코드를 소개합니다.
- Lua 스크립트와 TI Basic 프로그램을 사용하여 2D 벡터장을 그리는 방법을 설명합니다.
- 프로그램 실행 방법과 필요한 입력 인자들(xeqn, yeqn, xminmax, yminmax, grid, ticklabels)을 자세히 설명합니다.
5. 예시:
- 그래디언트 장: z = x^2 - y^2 함수의 그래디언트 장을 그리는 예시를 제공합니다.
- 발산 벡터장: F(x,y) = <x,y>의 발산을 계산하고 그래프로 표현합니다.
- 회전 벡터장: F(x,y) = <-y,x>의 회전을 계산하고 그래프로 표현합니다.
6. 활용:
- 이 도구는 주로 다변수 미적분학이나 벡터 미적분학 과정의 학생들을 위한 것입니다.
- 복잡한 벡터장 개념을 시각화하여 이해를 돕습니다.
7. 기술적 세부사항:
- 코드는 TI-Nspire CAS 버전이 필요합니다.
- 휴대용 기기, 데스크톱 소프트웨어, iPad CAS 앱에서 실행 가능합니다.
이 문서는 벡터장의 이론적 개념부터 실제 TI-Nspire를 이용한 그래프 작성까지 폭넓게 다루고 있어, 학생들이 벡터장을 더 깊이 이해하고 시각화하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
3. 사용 방법
4. 사용 예시
f(x,y) = x^2-y 일 때
update_vfield("2x","-1",{−5,5},{−5,5},8,true)
아래 3D graph 는 참고용으로, 위 프로그램에는 포함되어 있지 않습니다.
( graphing page 에서 수동으로 그리실 수는 있습니다)
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댓글2
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세상의모든계산기2024.07.19 - 17:43 #44547
비교 (python)
import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # x와 y 값의 범위와 격자를 정의합니다. x = np.linspace(-5, 5, 20) y = np.linspace(-5, 5, 20) X, Y = np.meshgrid(x, y) # 그라디언트 벡터를 계산합니다. U = 2 * X # ∂f/∂x = 2x V = -1 # ∂f/∂y = -1 # 벡터 필드를 플로팅합니다. plt.figure(figsize=(8, 8)) plt.quiver(X, Y, U, V, color='r') plt.title('Gradient Vector Field of f(x, y) = x^2 - y') plt.xlabel('x') plt.ylabel('y') plt.grid() plt.show()
세상의모든계산기 님의 최근 댓글
V2 갱신 (nonK / K-Type 통합형) 예전에는 직접 코드작성 + AI 보조 하여 프로그램 만들었었는데, 갈수록 복잡해져서 손 놓고 있었습니다. 이번에 antigravity 설치하고, 테스트 겸 새로 V2를 올렸습니다. 직접 코드작성하는 일은 전혀 없었고, 바이브 코딩으로 전체 작성했습니다. "잘 했다 / 틀렸다 / 계산기와 다르다." "어떤 방향에서 코드 수정해 봐라." AI가 실물 계산기 각정 버튼의 작동 방식에 대한 정확한 이해는 없는 상태라서, V1을 바탕으로 여러차례 수정해야 했습니다만, 예전과 비교하면 일취월장 했고, 훨씬 쉬워졌습니다. 2026 02.04 A) 1*3*5*7*9 = 계산 945 B) √ 12번 누름 ㄴ 12회 해도 되고, 14회 해도 되는데, 횟수 기억해야 함. ㄴ 횟수가 너무 적으면 오차가 커짐 ㄴ 결과가 1에 매우 가까운 숫자라면 된 겁니다. 1.0016740522338 C) - 1 ÷ 5 + 1 = 1.0003348104468 D) × = 을 (n세트) 반복해 입력 ㄴ 여기서 n세트는, B에서 '루트버튼 누른 횟수' 3.9398949655688 빨간 부분 숫자에 오차 있음. (소숫점 둘째 자리 정도까지만 반올림 해서 답안 작성) 참 값 = 3.9362834270354... 2026 02.04 1. 분모 먼저 계산 400 × 10000 = 100 × 6000 = GT 결과값 4,600,000 역수 처리 ÷÷== 결과값 0.00000021739 2. 분자 곱하기 ×3 00 00 00 ×4 00 ×1 00 00 최종 결과 = 2,608,695.65217 2026 02.04 해결 방법 1. t=-1 을 기준으로 그래프를 2개로 나누어 표현 ㄴ 근데 이것도 tstep을 맞추지 않으면 문제가 발생할 것기도 하고, 상관이 없을 것 같기도 하고... 모르겠네요. 2. t=-1 이 직접 계산되도록 tstep을 적절하게 조정 tstep=0.1 tstep=0.01 도 해 보고 싶지만, 구간 크기에 따라 최소 tstep 이 변하는지 여기서는 0.01로 설정해도 0.015로 바뀌어버립니다. 그래서 tstep=0.02 로 하는게 최대한 긴 그래프를 얻을 수 있습니다. 2026 02.02 불연속 그래프 ti-nspire는 수학자처럼 연속적인 선을 그리는 것이 아니라, 정해진 `tstep` 간격으로 점을 찍고 그 점들을 직선으로 연결하는 'connect-the-dots' 방식으로 그래프를 그립니다. 여기에 tstep 간격에 따라 특이점(분모=0)이 제외되어 문제가 나타난 것입니다. seq(−2+0.13*t,t,0,23) {−2.,−1.87,−1.74,−1.61,−1.48,−1.35,−1.22,−1.09,−0.96,−0.83,−0.7,−0.57,−0.44,−0.31,−0.18,−0.05,0.08,0.21,0.34,0.47,0.6,0.73,0.86,0.99} t=-1 에서 그래프를 찾지 않습니다. 그 좌우 값인 −1.09, −0.96 두 값의 그래프값을 찾고, Window 범위를 보고 적당히 (연속되도록) 이어서 그래프를 완성하는 방식입니다. 그래서 t=-1에서도 그래프 값이 존재하는 것입니다. 2026 02.02