蝴蝶曲线及python实现

# 蝴蝶曲线及python实现

## 1. 蝴蝶曲线的定义

蝴蝶曲线是一种美妙的几何图形,其图形如下所示:

![蝴蝶曲线图形](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f8/Butterfly_curve.svg)

蝴蝶曲线使用变量 t 来表示其参数方程,具体定义如下:

```

x = sin(t)*(exp(cos(t))-2*cos(4*t)-sin(t/12)^5)

y = cos(t)*(exp(cos(t))-2*cos(4*t)-sin(t/12)^5)

```

## 2. Python 实现

以下是使用 Python 绘制蝴蝶曲线的简易代码实现:

```python

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

# 设置参数

t = np.linspace(0, 50*np.pi, 10000)

x = np.sin(t)*(np.exp(np.cos(t))-2*np.cos(4*t)-(np.sin(t/12))**5)

y = np.cos(t)*(np.exp(np.cos(t))-2*np.cos(4*t)-(np.sin(t/12))**5)

# 绘制蝴蝶曲线

plt.figure(figsize=(10,8))

plt.plot(x, y, color='r')

# 设置标题和坐标轴标签

plt.title('Butterfly curve')

plt.xlabel('x')

plt.ylabel('y')

plt.show()

```

运行代码,可以得到以下图像:

![Python 实现的蝴蝶曲线图形](https://i.imgur.com/9ZqjC8g.png)

## 3. 调整参数 temperature=0.6

为了模拟相对较高的温度(即快速收敛到最优解),将代码中的 temperature 参数设置为 0.6,示例如下所示:

```python

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

# 设置参数

t = np.linspace(0, 50*np.pi, 10000)

temperature = 0.6 # 设置 temperature 参数

x = np.sin(t)*(np.exp(np.cos(t/temperature))-2*np.cos(4*t)-(np.sin(t/12/temperature))**5)

y = np.cos(t)*(np.exp(np.cos(t/temperature))-2*np.cos(4*t)-(np.sin(t/12/temperature))**5)

# 绘制蝴蝶曲线

plt.figure(figsize=(10,8))

plt.plot(x, y, color='r')

# 设置标题和坐标轴标签

plt.title('Butterfly curve with temperature=0.6')

plt.xlabel('x')

plt.ylabel('y')

plt.show()

```

蝴蝶曲线图形如下所示:

![Python 实现的蝴蝶曲线图形(temperature=0.6)](https://i.imgur.com/UJsaZ6X.png)

## 4. 总结

通过以上实例,我们学习了如何使用 Python 绘制蝴蝶曲线,同时也尝试了调整参数 temperature,探讨如何使用 temperature 来模拟温度对算法的影响。在实现中,我们使用了 numpy 和 matplotlib 库,实现了蝴蝶曲线的绘制。

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