python：画函数积分图

news2024/9/20 8:08:06

《高等数学》同济大学版 P209

编写 test_diff_area.py 如下

# -*- coding: utf-8 -*-
""" 函数积分图 y = x^3 -x^2 -x+1 """
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Polygon

def func(x):
    return x**3 -x**2 -x+1

x = np.linspace(0, 10, num=100)
y = func(x)

fig, ax = plt.subplots()
plt.plot(x, y, 'r', linewidth=2)

a = 2
b = 9
#坐标轴设置
ax.set_xticks([a, b])
ax.set_yticks([])
ax.set_xticklabels(['$a$', '$b$']) # 换成公式字体
plt.figtext(0.98, 0.05, '$x$')
plt.figtext(0.01, 0.98, '$y$') #0~1代表在图的比例处

# 绘制灰色多边形
ix = np.linspace(a, b)
iy = func(ix)
ixy = zip(ix, iy)
verts = [(a,0)] + list(ixy) + [(b,0)]
# 多边形 Polygon
poly = Polygon(verts, facecolor='0.9', edgecolor='0.3')
ax.add_patch(poly)

# 添加 LaTex数学公式
x_math = (a+b)*0.5
y_math = 35
latex = r'$\int_a^b (x^3 -x^2 -x+1)dx $'
plt.text(x_math, y_math, latex, fontsize=14, horizontalalignment='center')
plt.show()

运行 python test_diff_area.py

相关函数介绍
- linspace：在指定的间隔内返回均匀间隔的数字
  - 属性
    - start：序列的起始值
    - stop ：序列的结束值
  - 其他属性详见文档：https://docs.scipy.org/doc/numpy/reference/generated/numpy.linspace.html?highlight=linspace#numpy.linspace
- set_xticks:使用刻度列表设置x刻度
  - 属性
    - ticks：x轴刻度列表
  - 更多属性详见文档：https://matplotlib.org/api/_as_gen/matplotlib.axes.Axes.set_xticks.html?highlight=set_xticks#matplotlib.axes.Axes.set_xticks
- set_xticklabels:使用字符串标签列表设置x-tick标签。
  - 属性
    - labels：字符串标签列表
  - 更多属性参见文档：https://matplotlib.org/api/_as_gen/matplotlib.axes.Axes.set_xticklabels.html?highlight=set_xticklabels#matplotlib.axes.Axes.set_xticklabels
- set_yticks:使用刻度列表设置y刻度
  - 属性
    - ticks：y轴刻度列表
  - 更多属性参加文档：https://matplotlib.org/api/_as_gen/matplotlib.axes.Axes.set_yticks.html?highlight=set_ytick
- figtext:添加文字到图
  - 属性
    - x,y:两个float值，放置文本的位置。默认情况下，这是图形坐标，浮动在[0,1]中。最右是1最左是0
  - 更多属性详见文档：https://matplotlib.org/api/_as_gen/matplotlib.pyplot.figtext.html?highlight=figtext#matplotlib.pyplot.figtext
- zip：把两个数组打包为一个元组
  - 属性
    - iterabl ：一个或多个迭代器
  - 详见资料：Python zip() 函数 | 菜鸟教程
- text：请参照往期笔记https://www.cnblogs.com/linblogs/p/9670488.html
  - 属性
    - horizontalalignment：文本显示位置，center是居中显示
- Polygon：绘制一般的多边形
  - 属性
    - xy：多边形的点
    - facecolor：填充的阴影深度
    - edgecolor：填充的边界深度
- 参考matplotlib文档https://matplotlib.org/index.html