☰

Zeichnen Sie ein animiertes GIF der Trigonometriefunktion

tag-icon • tag-icon tikz-pgf animations
Zeichnen Sie ein animiertes GIF der Trigonometriefunktion

Wie wird ein solches animiertes Diagramm gezeichnet?

Animiert

Folgendes könnte ich bekommen, wenn ich mein Bestes gebe, um den Code zu erhalten:

\documentclass{standalone}
\usepackage{tikz,pgfplots}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}[domain=0:13]
    \draw[->] (-3,0) -- (13.2,0) node[right] {$x$};
    \draw[->] (0,-1.2) -- (0,1.72) node[above] {$f(x)$};
    \draw[color=blue]   plot (\x,{sin(\x r)})   node[left] {$f(x) = \sin x$};
    \draw  (-2.,0.) circle (1cm);
\end{tikzpicture}
\end{document}

Antwort1

So was?

\documentclass[tikz]{standalone}
\usepackage{tikz}
\begin{document}
\foreach \angle in {0,10,...,360}
{
  \begin{tikzpicture}
    % fill circle and plot
    \fill[blue!50] (-1,0) arc (0:\angle:1) -- (-2,0) -- cycle;
    \fill[blue!50] plot[smooth,domain=0:\angle] (pi/180*\x,{sin(\x)}) |- (0,0);
    % draw connection
    \draw (-2,0) +(\angle:1) circle (2pt) -- (pi/180*\angle,{sin(\angle)}) circle (2pt);
    % draw axes an ticks
    \draw (-3.5,0) -- (7,0);
    \foreach \deg in {90, 180, 270, 360}
      \draw (pi/180*\deg,2pt) -- (pi/180*\deg,-2pt) node[below] {$\deg^\circ$};
    \draw (0,-1.2) -- (0,1.2);
    \foreach \y in {-1,-0.5,0.5,1}
      \draw (2pt,\y) -- (-2pt,\y) node[left] {$\y$};
    % draw plot and circle outline
    \draw plot[smooth,domain=0:360] (pi/180*\x,{sin(\x)});
    \draw (-2,0) circle (1);
  \end{tikzpicture}
}
\end{document}

Die Konvertierung in ein animiertes GIF erfolgte mit

$ convert -density 300 -delay 8 -loop 0 -background white -alpha remove test.pdf test.gif

Bildbeschreibung hier eingeben

Antwort2

Ich konnte nicht widerstehen, also hier eine Lösung mit pgfplots(und einigen tikz) plus ararazum Erstellen der GIF-Animation.

Ausgabe

Klicken Sie hier für eine größere Ansicht Bildbeschreibung hier eingeben

Code

% arara: animate: {density: 160, delay: 8}
\documentclass[tikz]{standalone}
\usepackage{amsmath,amssymb}
\usepackage{pgfplots}

\pgfplotsset{compat=1.13}
\usepgfplotslibrary{fillbetween}

\begin{document}
\foreach \mainangle [count=\xx, evaluate=\mainangle as \mark using (\mainangle/45)] in {0,5,...,355,360}{
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
    set layers,
    x=1.5cm,y=1.5cm,
    xmin=-3.7, xmax=8.2,
    ymin=-1.5, ymax=1.5,
    axis lines=center,
    axis on top,
    xtick={2,4,6,8},
    ytick={-1,-.5,.5,1},
    xticklabels={$90^{\circ} (\pi/2)$, $180^{\circ} (\pi)$, $270^{\circ} (3\pi/2)$,$360^{\circ} (2\pi)$},
    xticklabel style={font=\tiny},
    yticklabels={-1,-0.5,0.5,1},
    ylabel={$\sin(x)$}, y label style={anchor=west},
    xlabel={$x$}, x label style={anchor=south},
]
\pgfonlayer{pre main}
\addplot [fill=white] coordinates {(-4,-2) (8.5,-2) (8.5,2) (-4,2)} \closedcycle;
\endpgfonlayer

\path[name path=xaxis] (axis cs:-4,0) -- (axis cs:8,0);
\coordinate (O) at (axis cs:0,0);

% plot and circle
\addplot [samples=100,domain=0:8, name path=myplot](\x,{3 * sin(\x*45)/pi});
\draw[name path=circle] (axis cs:-2.5,0) circle (1.5cm);

% fill in circle and plot
\draw[black,fill=blue!40] (axis cs:-2.5,0) -- (axis cs:-1.5,0) arc (0:\mainangle:1.5cm) coordinate (cc) -- cycle;
\path[name path=mark] (axis cs:\mark,-1) -- (axis cs:\mark,1);
% small circles
\draw (cc) circle (3pt);

\path[name intersections={of=mark and myplot,by=cp}];
\draw (cp) circle (3pt); 
\draw (cc) -- (cp) -- (cp|-O);

\ifnum\mainangle<5
\else
\addplot[blue!30] fill between[of=xaxis and myplot, soft clip={domain=-1:\mark}];
\fi
\end{axis}
\end{tikzpicture}}
\end{document}

Antwort3

Hier ist nur ein Vorschlag:

\documentclass[border=5pt,tikz]{standalone}
\usetikzlibrary{arrows}
\tikzset{
    io/.style={
        draw,fill=white,circle,inner sep=1pt
    }
}
\begin{document}
\foreach \n in {0,.1,...,6.28}
{
    \begin{tikzpicture}[>=latex,samples=200]
        \useasboundingbox (-2.5,-1.5) rectangle (7,1.5);
            \draw[->] (0,0) -- (7,0) node[below=2] {$x$};
            \draw[->] (0,-1.5) -- (0,1.5) node[scale=.7,right=2] {$\sin(x)$};
            \draw[blue,domain=0:7] plot(\x,{sin(\x r)});
            \pgfmathsetmacro\n{\n+.1}
%           \pgfmathsetmacro\domain{\n-.25}
            \foreach \a in {.1,.2,...,\n}
            {
                \pgfmathsetmacro\domain{\a-.1}
                \draw[blue,fill=blue!20,fill opacity=.4,domain=\domain:\a] (\a,0) -- (\domain,0) -- (\domain,{sin(\domain r)}) plot(\x,{sin(\x r)}) --+ (0,{-sin(\a r)});
            }
            \draw (-1.5,0) circle(1);
            \pgfmathsetmacro\angle{((\n)/(2*3.14))*360}
                \draw[blue,fill=blue!20,fill opacity=.4] (-1.5,0) -- (-.5,0) arc(0:\angle:1) -- cycle;
                \node[io] (a) at ({cos(\n r)-1.5},{sin(\n r)}) {};
%               \pgfmathsetmacro\test{(\n/180)*7}
%               \draw (a) -- (\test,{sin(\test r)}) node[io] {};
                \draw (a) -- (\n,{sin(\n r)}) node[io] {};
            \foreach \x in {1.57,3.14,...,6.28}
            {
                \pgfmathsetmacro\angle{int((\x/(2*3.14))*360)+1}
                \draw (\x,.1) -- (\x,-.1) node[scale=.75,below=4] at (\x,0) {\pgfmathprintnumber\angle$^\circ$};
            }
            \foreach \y in {-1,-0.5,...,1}
            {
                \draw (.1,\y) -- (-.1,\y) node[scale=.5,left] {\y};
            }
    \end{tikzpicture}
}
\end{document}

Hier ist die Ausgabe:

Bildschirmfoto

verwandte Informationen