笛卡尔创立直角坐标系,python画空间直角坐标系
本文主要介绍用python绘制笛卡尔直角坐标系。python画图主要使用matplotlib画图模块,上面画的是正弦函数。有需要的可以参考一下。
背景:
有些数学题经常用到数形结合的思想,尤其是一些函数题。如果能画出函数图像来解决问题,思路会更清晰。Python主要使用matplotlib绘图模块,我们平时看到的就是下图。
用实心矩形将几何图形围起来,它看起来好像在一个象限中。现实中我们通常是通过描点的方式来画的,先建立一个笛卡尔直角坐标系,然后根据一个自变量和一个因变量在坐标系中描出一些点,再用一条光滑的曲线把这些点串起来,比较像下图。
那么,如何利用matplotlib模块画出上面的正弦函数呢?先看代码,再听分解。
代码:
导入数学
导入numpy作为np #导入数值计算模块
将matplotlib.pyplot导入为plt #导入绘图模块
mpl _ toolkits . axis artist as axis artist #导入axis加工模块
figure=PLT . figure(figure size=(4,2)) #新画布
Ax=axisartist。支线剧情(图111) #使用AxisArtist。创建绘图区域对象AX的Subplot方法。
Figure.add _ axes (ax) #将绘图区域对象添加到画布中
Ax.axis [3360]。set _ visible (false) #隐藏原来的实心矩形
ax . axis[ X ]=ax . new _ floating _ axis(0,0,axis _ direction= bottom) #添加X轴
ax . axis[ Y ]=ax . new _ floating _ axis(1,0,axis _ direction= bottom) #添加Y轴
Ax.axis [x]。set _ axisline _ style (-,size=1.0) #向x轴添加一个箭头
Ax.axis [y]。set _ axisline _ style (-,size=1.0) #在y轴上添加一个箭头。
斧头。annotate (s= x ,xy=(2 * math.pi,0),xy text=(2 * math.pi,0.1)) #注释x轴
斧头。annotate (s= y ,xy=(0,1.0),xy text=(-0.5,1.0)) #注释y轴。
Plt.xlim(-6.3,6.3) #设置横坐标范围
Plt.ylim(-1.1,1.1) #设置纵坐标范围
Ax.set _ x tickets ([-2 * math.pi,-math.pi,0,math.pi,2 * math.pi]) #设置x轴刻度
Ax.set_yticks([-1,1]) #设置Y轴刻度
Y=[] #用于存储函数值。
X=NP。Linspace (-2 * math.pi,2 * math.pi,100) #构造横坐标数据
在x: #中为xi生成函数值
Y.append(math.sin(xi))# append
Plt.plot(x,y,color=blue) #跟踪连接
Plt.show() # plot
代码解读:
欲善其事,必先利其器。当然,画轴的时候要用axisartist来处理轴。接下来就是不断匠心打磨斧子。
首先,隐藏原来的实心矩形。
ax.axis[:]。set_visible(False)
其次,添加自定义x轴和y轴。
ax . axis[ x ]=ax . new _ floating _ axis(0,0,axis_direction=bottom )
ax . axis[ y ]=ax . new _ floating _ axis(1,0,axis_direction=bottom )
然后,添加箭头,设置箭头样式,并标记坐标轴。
ax.axis[x]。set_axisline_style(-,size=1.0)
ax.axis[y]。set_axisline_style(-,size=1.0)
ax.annotate(s=x ,xy=(2*math.pi,0),xytext=(2*math.pi,0.1))
ax.annotate(s=y ,xy=(0,1.0),xytext=(-0.5,1.0))
修缮刻度和范围:
plt.xlim(-6.3,6.3)
plt.ylim(-1.1,1.1)
ax.set_xticks([-2*math.pi,-math.pi,0,math.pi,2*math.pi])
ax.set_yticks([-1,1])
这里可以画出好看的正弦函数图像。从逻辑上讲,要使坐标轴的标注位置合适,标注操作应该在设置坐标轴范围的操作之后。
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