SymPy - Plotten
SymPy verwendet die Matplotlib-Bibliothek als Backend, um 2D- und 3D-Diagramme mathematischer Funktionen zu rendern. Stellen Sie sicher, dass Matplotlib in der aktuellen Python-Installation verfügbar ist. Wenn nicht, installieren Sie dasselbe mit dem folgenden Befehl:
pip install matplotlibDie Plotunterstützung ist im Modul sympy.plotting definiert. Folgende Funktionen sind im Plotmodul vorhanden -
plot - 2D-Liniendiagramme
plot3d - 3D-Liniendiagramme
plot_parametric - 2D-Parameterdiagramme
plot3d_parametric - 3D-Parameterdiagramme
Die Funktion plot () gibt eine Instanz der Plot-Klasse zurück. Eine Plotfigur kann einen oder mehrere SymPy-Ausdrücke haben. Obwohl Matplotlib als Backend verwendet werden kann, können auch andere Backends wie Texplot, Pyglet oder Google Charts API verwendet werden.
plot(expr, range, kwargs)Dabei ist expr ein gültiger symPy-Ausdruck. Wenn nicht erwähnt, verwendet der Bereich standardmäßig (-10, 10).
Das folgende Beispiel zeigt Werte von x2 für jeden Wert im Bereich (-10,10) -
>>> from sympy.plotting import plot
>>> from sympy import *
>>> x=Symbol('x')
>>> plot(x**2, line_color='red')
Um mehrere Diagramme für denselben Bereich zu zeichnen, geben Sie vor dem Bereichstupel mehrere Ausdrücke an.
>>> plot( sin(x),cos(x), (x, -pi, pi))
Sie können für jeden Ausdruck auch einen eigenen Bereich angeben.
plot((expr1, range1), (expr2, range2))Die folgende Abbildung zeigt sin (x) und cos (x) über verschiedene Bereiche.
>>> plot( (sin(x),(x, -2*pi, 2*pi)),(cos(x), (x, -pi, pi)))
Die folgenden optionalen Schlüsselwortargumente können in der Funktion plot () angegeben werden.
line_color - Gibt die Farbe der Plotlinie an.
title - Eine Zeichenfolge, die als Titel angezeigt werden soll
xlabel - Eine Zeichenfolge, die als Beschriftung für die X-Achse angezeigt werden soll
ylabel - Eine Zeichenfolge, die als Beschriftung für die y-Achse angezeigt werden soll
>>> plot( (sin(x),(x, -2*pi, 2*pi)),(cos(x), (x, -pi, pi)), line_color='red', title='SymPy plot example')
Die Funktion plot3d () rendert ein dreidimensionales Diagramm.
plot3d(expr, xrange, yrange, kwargs)Das folgende Beispiel zeichnet ein 3D-Oberflächendiagramm -
>>> from sympy.plotting import plot3d
>>> x,y=symbols('x y')
>>> plot3d(x*y, (x, -10,10), (y, -10,10))
Wie im 2D-Diagramm kann ein dreidimensionales Diagramm auch mehrere Diagramme mit jeweils unterschiedlichem Bereich enthalten.
>>> plot3d(x*y, x/y, (x, -5, 5), (y, -5, 5))
Die Funktion plot3d_parametric_line () rendert ein dreidimensionales parametrisches Liniendiagramm.
>>> from sympy.plotting import plot3d_parametric_line
>>> plot3d_parametric_line(cos(x), sin(x), x, (x, -5, 5))
Verwenden Sie zum Zeichnen eines parametrischen Flächendiagramms die Funktion plot3d_parametric_surface ().
plot3d_parametric_surface(xexpr, yexpr, zexpr, rangex, rangey, kwargs)
>>> from sympy.plotting import plot3d_parametric_surface
>>> plot3d_parametric_surface(cos(x+y), sin(x-y), x-y, (x, -5, 5), (y, -5, 5))