难以在同一图上绘制函数、它的一阶导数和它的不定积分答案

【问题标题】：Having difficulty plotting a function, its first derivative, and its indefinite integral on the same plot难以在同一图上绘制函数、它的一阶导数和它的不定积分
【发布时间】：2014-05-08 08:08:32
【问题描述】：

我正在尝试复制我之前在 Matlab 中制作的 Python 绘图，其中三个函数绘制在相同的 xy 轴上。

红线代表函数y=1/(1+(x^2))，蓝线代表它的一阶导数，绿线代表它的不定积分。

我在两个方面遇到了问题：

1) 我尝试了几种不同的方法，但无法将 y 轴范围设置为 -1.5 到 1.5。

2) 我在尝试绘制第三条线（积分）时收到错误“ValueError：x 和 y 必须具有相同的第一维”。

正如您在下面的代码中看到的，我实际上使用的是从-infinity 到infinity 的定积分，因为我也不知道如何编写不定积分。因此，您可以在此处提供的任何帮助也会有所帮助。

from scipy.misc import derivative as deriv
import numpy as np
import scipy.integrate as integ
import pylab as pyl

f = lambda x : 1 / (1 + x**2)

x = np.arange(-10, 10, 0.01)

d = deriv(f,x)

i = integ.quad(f,-np.inf,np.inf)

pyl.plot(x,f(x),'r-')
pyl.plot(x,d,'b-')
pyl.plot(x,i,'g-')
pyl.ylim(-1.5,1.5)
pyl.show()

我从代码中得到的图形显示了正确的红色和蓝色函数，但是y轴显然不太对，绿色函数不显示（由于前面提到的错误）

我非常感谢任何人可以提供的任何帮助。

【问题讨论】：

1.您已经导入了numpy，因此您不需要完整的pylab，只需导入matplotlib.pyplot as plt。 2. 您计算返回单个数字的函数的积分（在这种情况下加上误差估计，请参阅quad），您希望如何绘制它？

标签： python plot anaconda integrate derivative

【解决方案1】：

您似乎在滥用scipy.integrate.quad。此函数给出两个值之间的定积分。来自文档：

>>> f = lambda x,a : a*x
>>> y, err = integrate.quad(f, 0, 1, args=(1,))
>>> y
0.5

所以这将返回整数的值和元组中该值的错误。您正在尝试根据 x = np.arange(-10, 10, 0.01) 数组绘制该元组。显然元组的大小和数组的大小不匹配，所以不能绘制数据。

如果您想在所有指定 X 坐标的积分值处绘制一条直线，您可以使用：

pyl.hlines(i[0],x[0],x[-1])

【讨论】：