高中笔记:函数图像的生成:修订间差异
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更多操作
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{{捷径|1=N:FG}} | |||
你好,感谢您参与高中笔记的编写。 | |||
我们对您表示欢迎! | 我们对您表示欢迎! | ||
在编写笔记时,很多时候都需要生成函数图像(尤其是理科)。 | |||
== 使用 Python 生成== | |||
我们现任管理的常用方式是使用 Python 的 Numpy 库进行生成。 | |||
但是大部分人是不会编程的,所以我们做好了一个模板,你只需要把源码复制下来,填入你的内容,编译后点击保存按钮就会生成图像。 | |||
模板: | 模板: | ||
<syntaxhighlight lang="python"> | |||
import numpy as np | |||
import matplotlib.pyplot as plt | |||
# 设置图像大小和分辨率 | |||
plt.figure(figsize=(10, 6), dpi=100) | |||
# 生成x轴数据(定义域:-2π 到 2π) | |||
x = np.linspace(-2 * np.pi, 2 * np.pi, 1000) | |||
# 计算正弦和余弦值 | |||
y_sin = np.sin(x) | |||
y_cos = np.cos(x) | |||
# 绘制正弦函数(蓝色实线,标签为sin(x)) | |||
plt.plot(x, y_sin, color='blue', linewidth=2, label='sin(x)') | |||
# 绘制余弦函数(红色实线,标签为cos(x)) | |||
plt.plot(x, y_cos, color='red', linewidth=2, label='cos(x)') | |||
# 设置坐标轴 | |||
plt.axhline(y=0, color='black', linewidth=0.5) # x轴 | |||
plt.axvline(x=0, color='black', linewidth=0.5) # y轴 | |||
# 标注关键点(极值点和零点) | |||
for k in [-2, -1, 0, 1, 2]: | |||
# 正弦函数的零点(kπ, 0) | |||
plt.scatter(k * np.pi, 0, color='blue', s=50, zorder=5) | |||
# 余弦函数的零点(kπ + π/2, 0) | |||
plt.scatter(k * np.pi + np.pi/2, 0, color='red', s=50, zorder=5) | |||
# 正弦函数的极值点(kπ + π/2, ±1) | |||
plt.scatter(k * np.pi + np.pi/2, np.sin(k * np.pi + np.pi/2), color='blue', s=50, zorder=5) | |||
# 余弦函数的极值点(kπ, ±1) | |||
plt.scatter(k * np.pi, np.cos(k * np.pi), color='red', s=50, zorder=5) | |||
# 设置坐标轴标签和标题 | |||
plt.xlabel('x (radians)', fontsize=12) | |||
plt.ylabel('y', fontsize=12) | |||
plt.title('正弦函数与余弦函数图像', fontsize=15, pad=20) | |||
# 设置x轴刻度为π的倍数 | |||
plt.xticks( | |||
ticks=[k * np.pi/2 for k in range(-4, 5)], | |||
labels=[f'{k}π/2' if k % 2 != 0 else f'{k//2}π' for k in range(-4, 5)] | |||
) | |||
# 添加网格和图例 | |||
plt.grid(linestyle='--', alpha=0.5) | |||
plt.legend(loc='upper right', fontsize=12) | |||
# 显示图像 | |||
plt.tight_layout() | |||
plt.savefig('sin_cos_plot.png') # 保存图像(可修改文件名) | |||
plt.show() | |||
</syntaxhighlight> | |||
== 使用可视化软件生成 == | |||
有两个软件非常推荐使用。 | |||
第一个是 [https://desmos.com Desmos],它完全在浏览器运行,并且提供了注册账号和保存图像的功能。第二个是 [https://geogebra.org GeoGebra] ,也叫几何画板,它比 Desmos 的功能更加强大,可以绘画几何图形,函数图象,也可以作为科学计算器使用,它提供了[https://www.geogebra.org/download 本地版本],可以在脱机状态使用。 | |||
[[分类:指南]] | |||