python matplotlib中指定间隔的绘图函数

Question

我正在尝试使用 Python 从链接中复制数学运算。

我设法集成了该功能，但我无法在指定的时间间隔内绘制它。我尝试使用安排来获取参数的值并将其绘制在函数中，但它不起作用。

有人知道怎么弄吗？

我的 sn-p 代码：

from scipy.integrate import quad

def f(x):
    if x >= 0 and x <= 2:
        return x ** 2

    elif x > 2 and x <= 4:
        return 4

    else:
        return 0

 res = quad(f, 0, 5)

 print(res)

Answer 1

我假设您想要绘制函数 f(x)，而不是积分的结果。为此，您需要创建一个 x 值列表（听起来像您这样做），为每个值计算 f，然后使用 matplotlib 的 plot 函数来显示结果。

arange 的文档说“当使用非整数步长时，例如 0.1，结果通常会不一致。对于这些情况，最好使用 linspace。”您可能希望在 x 中使用非整数步长进行绘图，否则您将使用绘图的大部分细节。所以我建议切换到 linspace。

import numpy as np 
from matplotlib.pyplot import plot 

xvals = np.linspace(0,6,100) #100 points from 0 to 6 in ndarray
yvals = list(map(f, xvals)) #evaluate f for each point in xvals 

plot(xvals, yvals)

您最有可能遇到问题的地方是直接将您的函数 f 应用于 ndarray。按照它的编写方式， f 期望单个值作为输入而不是数组。 Map 通过将 f 单独应用于 ndarray 中的每个值来解决此问题。

编辑：使用 sympy 符号函数：

你也可以在 sympy 中定义分段函数。对于您在问题中尝试完成的事情，这与使用所描述的原始方法没有任何不同。但是，如果您想对您的函数进行进一步的符号操作，这可能会很有用。

import sympy

x = sympy.symbols('x') 
f = sympy.Piecewise((0, x>4),(4, x>2) ,(x**2, x>=0)) #defines f as a symbolic function
sympy.plot(f, (x, 0,6)) #Plots f on the interval 0 to 6 

注意在分段函数的定义中，条件是按顺序计算的，因此定义它们的顺序很重要。例如，如果您交换前两个条件，则永远不会达到 x>4 条件，因为总是首先满足 x>2。这就是为什么以与原始函数相反的顺序定义条件的原因。