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tikz 显示问题

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tikz 显示问题

我想画一个圆锥摆。

使用此代码：

\documentclass[a4paper]{article}

\usepackage[english]{babel}
\usepackage{amsmath, amsthm, amssymb}
\usepackage[usenames,svgnames]{xcolor}
\usepackage{tikz-cd}
\usetikzlibrary{shapes,arrows,intersections}
\usetikzlibrary{matrix,fit,calc,trees,positioning,arrows,chains,shapes.geometric,shapes}

\begin{document}

\begin{tikzpicture}

\begin{scope}
\path[clip] (0,0) -- (0,3) -- (1,0.3);
\fill[blue!25!white, draw=blue!50!black] (0,3) circle (10mm);
\end{scope}

\draw(0.25,1.75) node[blue!50!black] {$\theta$};


\draw (0,3) node[above left]{$O$};
\draw[->] (0,0) -- (0,4) node[above]{$z$};
\draw[->] (0,3) -- (3,3) node[right]{$y$};
\draw[->] (0,3) -- (-1.5,1.8)node[below left]{$z$};

\draw (1,0.3) node{$\bullet$} node[right]{$M(m)$};
\draw[dashed] (0,3) -- (1,3.4);
\draw[dashed] (1,0.3) -- (1,3.4);
\draw (0.8,3.12) -- (0.8,3.32);
\draw (1,3.2) -- (0.8,3.12);


\draw[Aquamarine!50!black] (0,3) -- (1,0.3) node[midway, above right, Aquamarine!50!black]{$l$};
\draw[red, ->] (1,0.3) -- (1,-0.5) node[below]{$m\overrightarrow{g}$};
\draw[red, ->] (1,0.3) -- (0.75,0.975) node[left]{$\overrightarrow{T}$};

\begin{scope}
\path[clip] (-1.5,1.8) -- (0,3) -- (1,3.4);
\fill[Aquamarine!25!white, draw=Aquamarine!50!black] (0,3) circle (5mm);
\end{scope}

\end{tikzpicture}

\end{document}

在此处输入图片描述

我得到了这张图片，它接近我想要的，但我想在上面的水平平面图中标记角度，但正如你所见，它显示不正确。知道为什么吗？我必须声明显式层吗？我尝试过，但没有成功\pgfdeclarelayer

请注意，我非常愿意改变标记角度的方式，因为这是我发现的最佳方式，但仍然发现它不太容易使用。

我想要的是（请注意我缺乏绘画技巧）： 在此处输入图片描述

编辑：添加所需的结果

答案1

您的问题是，您正在剪切到具有指定角的三角形，而圆应该延伸到该三角形之外。即使您没有指定第三条边，它也会自动推断（就像您要填充该区域一样）。您可以向剪辑路径添加另一个点来修复它。

\PassOptionsToPackage{dvipsnames}{xcolor}
\documentclass[tikz]{standalone}
\begin{document}%
\begin{tikzpicture}
\begin{scope}
\path[clip] (0,0) -- (0,3) -- (1,0.3);
\fill[blue!25!white, draw=blue!50!black] (0,3) circle (10mm);
\end{scope}

\draw(0.25,1.75) node[blue!50!black] {$\theta$};


\draw (0,3) node[above left]{$O$};
\draw[->] (0,0) -- (0,4);
\draw[->] (0,3) -- (3,3);
\draw[->] (0,3) -- (-1.5,1.8);

\draw (1,0.3) node{$\bullet$} node[right]{$M(m)$};
\draw[dashed] (0,3) -- (1,3.4);
\draw[dashed] (1,0.3) -- (1,3.4);
\draw (0.8,3.12) -- (0.8,3.32);
\draw (1,3.2) -- (0.8,3.12);


\draw[Aquamarine!50!black] (0,3) -- (1,0.3) node[midway, above right, Aquamarine!50!black]{$l$};
\draw[red, ->] (1,0.3) -- (1,-0.5) node[below]{$m\overrightarrow{g}$};
\draw[red, ->] (1,0.3) -- (0.75,0.975) node[left]{$\overrightarrow{T}$};

\begin{scope}
\path[clip] (-1.5,1.8) -- (0,3) -- (1,3.4) -- (1,1.8);
\fill[Aquamarine!25!white, draw=Aquamarine!50!black] (0,3) circle (5mm);
\end{scope}

\end{tikzpicture}

适当修剪

另一个选择是使用arc操作而不是绘制完整的圆并进行裁剪，但这需要您知道角度。您也可以使用图片angle，如 tikz 手册第 2.22 节所述。

稍微不相关的是，这看起来实际上也是一种 3D 表示。您可以在 中使用三维坐标，它会将它们投影到纸上（您可以通过设置选项、和 来tikz更改投影，但默认值非常好。）这还会导致在 xy 平面上自动绘制圆圈，因此您可以通过设置范围在任何平面上绘制圆圈（或直角等）。请参阅x=y=z=在三维平面上绘制圆圈。

例如，如果希望海蓝宝石角度位于 xz 平面，则可以使用

\fill[Aquamarine!25!white, draw=Aquamarine!50!black] (0,3) [y={(0,0,1)}] circle (.5);

3D 图像

答案2

所以我误解了原始描述中所需的角度（尽管我说剪切路径是错误的，这是对的），并且我艾玛的回答涵盖了 OP 所追求的所有内容。

我认为问题在于你裁剪的路径没有裁剪出正确的部分。使用路径，\path[clip] (1,3) -- (0,3) -- (1,3.4);我得到了我认为你想要的角度。

\documentclass[a4paper]{article}

\PassOptionsToPackage{dvipsnames}{xcolor}
\usepackage{tikz}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}

\begin{scope}
\path[clip] (0,0) -- (0,3) -- (1,0.3);
\fill[blue!25!white, draw=blue!50!black] (0,3) circle (10mm);
\end{scope}

\draw(0.25,1.75) node[blue!50!black] {$\theta$};


\draw (0,3) node[above left]{$O$};
\draw[->] (0,0) -- (0,4);
\draw[->] (0,3) -- (3,3);
\draw[->] (0,3) -- (-1.5,1.8);

\draw (1,0.3) node{$\bullet$} node[right]{$M(m)$};
\draw[dashed] (0,3) -- (1,3.4);
\draw[dashed] (1,0.3) -- (1,3.4);
\draw (0.8,3.12) -- (0.8,3.32);
\draw (1,3.2) -- (0.8,3.12);


\draw[Aquamarine!50!black] (0,3) -- (1,0.3) node[midway, above right, Aquamarine!50!black]{$l$};
\draw[red, ->] (1,0.3) -- (1,-0.5) node[below]{$m\overrightarrow{g}$};
\draw[red, ->] (1,0.3) -- (0.75,0.975) node[left]{$\overrightarrow{T}$};

\begin{scope}
\path[clip] (1,3) -- (0,3) -- (1,3.4);
\fill[Aquamarine!25!white, draw=Aquamarine!50!black] (0,3) circle (5mm);
\end{scope}

\end{tikzpicture}
\end{document}

在此处输入图片描述

因此，为了让这个答案更有用，我想我应该添加一个如何编写它的方法，定义一些坐标，然后根据这些坐标编写大部分草图。

\documentclass{article}
\PassOptionsToPackage{dvipsnames}{xcolor}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{calc,intersections}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}[scale=2]
\coordinate [label=below left:{$x$}] (xaxe) at (-1.5,1.8);
\coordinate [label=right:{$y$}] (yaxe) at (3,3);
\coordinate [label=above:{$z$}] (zaxe) at (0,4);
\coordinate (zmin) at (0,0);
\coordinate [label=above left:{$O$}] (origin) at (0,3);

\draw [->] (origin) -- (xaxe);
\draw [->] (origin) -- (yaxe);
\draw [->] (zmin) -- (zaxe);

\coordinate (m) at (1,0.3);

\begin{scope}
\path[name path global=thetaclip,clip] (zmin) -- (origin) -- (m) -- cycle;
\path[fill=blue!25!white, draw=blue!50!black, name path global=thetacirc] (origin) circle (10mm);
\end{scope}

\path [name intersections={of=thetacirc and thetaclip}] let
    \p1 = ($($(intersection-1)!0.5!(intersection-2)$)-(origin)$),
    \n1 = {veclen(\x1,\y1)},
    \p2 = (35*\x1 / \n1, 35*\y1 / \n1)
in
    (origin) -- ++(\p2) node {$\theta$};

\draw[dashed] (m) -- ($($(origin)!(m)!(yaxe)$)+(0,0.4)$) coordinate (abovem);
\draw[dashed] (origin) -- (abovem);
\draw (abovem) +(-0.2,-0.08) -- ++(-0.2,-0.28) -- ++(0.2,0.08);

\draw[Aquamarine!50!black] (origin) -- (m) node[midway, above right, Aquamarine!50!black]{$l$};
\draw[red, ->] (m) -- ++(0,-0.8) node[below]{$m\overrightarrow{g}$};
\draw[red, ->] (m) -- ($(m)!8mm!(origin)$) node[left]{$\overrightarrow{T}$};

\begin{scope}
\path[name path global=phiclip,clip] (xaxe) -- (origin) -- (abovem) -- (m) -- cycle;
\path[fill=Aquamarine!25!white, draw=Aquamarine!50!black,name path global=phicirc] (origin) circle (5mm);
\end{scope}

\path [name intersections={of=phicirc and phiclip}] let
    \p1 = ($($(intersection-1)!0.5!(intersection-2)$)-(origin)$),
    \n1 = {veclen(\x1,\y1)},
    \p2 = (20*\x1 / \n1, 20*\y1 / \n1)
in
    (origin) -- ++(\p2) node {$\phi$};

\node [label=right:{$M(m)$}] at (m) {$\bullet$};
\end{tikzpicture}
\end{document}

在此处输入图片描述

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