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如何使用 TiKZ 绘制垂直螺旋？

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如何使用 TiKZ 绘制垂直螺旋？

我想要绘制下图：
在此处输入图片描述

我尝试使用以下命令绘制图表：

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\draw[dotted] (-4,-3) grid (4,7);
\draw[thick] (0,0) ellipse (2cm and 0.5cm);
    \draw[thick,->] (0,1) to [in=1, out=1](2,1.5)--(-2,2)--(2,2.5)--(-2,3)--(2,3.5)--(0,4);
 \end{tikzpicture}
\end{document}

这会产生：
在此处输入图片描述 但它没有给出我想要的实际图表。如何使用 TiKZ 绘制所需的图表？

答案1

唯一的新鲜事是利用bending图书馆来弯曲箭头。

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{decorations.pathmorphing}
\usetikzlibrary{decorations.markings}
\usetikzlibrary{arrows.meta,bending}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\draw[dotted] (-4,-3) grid (4,7);
\draw[thick] (0,0) ellipse (2cm and 0.5cm);
    \draw[thick,decoration={aspect=0.31, segment length=7mm,
     amplitude=2cm,coil},decorate,arrows = {<[bend]-}] (0,4) --(0,1);
\node[draw,fill=white,circle,inner sep=1pt] at (0,1){};
 \end{tikzpicture}
\end{document}

在此处输入图片描述

答案2

绘制螺旋的一个简单方法是使用参数方程，即

t = [0..2*n*pi]
x = sin(t)
y = cos(t)
z = t

简单来说，在这个形式中，n 表示螺旋圈数，x、y 坐标实际上是一个圆。通过给方程式提供一些系数，可以制作圆锥形螺旋或生成顺时针/逆时针螺旋。我将数学研究留给你。这是一个基本的您可以修改它的起点以满足您的要求。

\documentclass{standalone}
\usepackage{pgfplots}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\begin{axis} [
    view={0}{30},
    axis lines=none,
    ymin=-2,
    ymax=5,
    xmin=-2,
    xmax=2]

    \addplot3 [thick, ->, blue, domain=3:7*pi, samples = 100, samples y=0] ({sin(deg(-x))}, {cos(deg(-x))}, {x});
    \addplot3 [thick, red , domain=0:2*pi, samples = 100, samples y=0] ({sin(deg(x))}, {cos(deg(x))}, -3);
    \addplot3 [thick, only marks, blue, mark=o] ({sin(deg(-3))}, {cos(deg(-3)}, {3});
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{document}

在此处输入图片描述

通过调整增益、参数和轴视图，您可以生成您想要的内容。

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