Python函数绘图

下面分别在二维三维举例说明。

 

1.      二维绘图

1)       描述：
绘制极坐标系中r=1他r=2cosθ的相交部分
（没画的时候，我确实没看出r=2cosθ也是正圆）

需要限制绘图区域时可以这么做:

#设置x轴范围
xlim(-2.5, 2.5)
#设置y轴范围
ylim(-1, 1)

2)       程序

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1. import numpy as np  
2. import matplotlib.pyplot as plt  
3.   
4. plt.figure(1)  
5. ax = plt.subplot(111)  
6. x = np.linspace(0, np.pi * 2, 200)  # 在0到2pi之间，均匀产生200点的数组  
7.   
8. # r = 2cosθ  
9. r = 2 * np.cos(x)  # 半径  
10. ax.plot(r * np.cos(x), r * np.sin(x))  
11.   
12. # r = 1  
13. r = 1  
14. ax.plot(r * np.cos(x), r * np.sin(x))  
15.   
16. plt.show()   

3)       运行结果

2.      三维绘图

1)       描述：
绘制向量函数r(t)=(sint,cost,t)的图，即向量r的坐标x,y,z都是t的函数，分别是x(t)=sint, y(t)=cost, z(t)=t。可将函数视为“大黄蜂”的飞行曲线，即t时刻，它在空间中的位置是（x,y,z），以及它的导数（飞行速度）x’(t)=cost, y’(t)=-sint,z=1，即r’(t)=(cost,-sint,1)

2)       程序

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1. import numpy as np  
2. import matplotlib.pyplot as plt  
3. from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D  
4.   
5. fig = plt.figure(1)  
6. ax = fig.add_subplot(1,1,1, projection='3d') # 指定三维空间做图  
7.   
8. t = np.linspace(0, 4, 200)  # 在0到4之间，均匀产生200点的数组  
9. theta = t * 2 * np.pi # 角度  
10.   
11. # r(t)=(sint,cost,t)  
12. z = t   
13. x = np.sin(theta)  
14. y = np.cos(theta)  
15. ax.plot(x, y, z, label='r(t)')  
16.   
17. # r’(t)  
18. z = 1   
19. x = np.cos(theta)  
20. y = -np.sin(theta)  
21. ax.plot(x, y, z, label='r\'(t)')  
22.   
23. ax.legend()  
24. plt.show()  

3)       运行结果

3.      三维曲面

1)       描述
画曲面 z = x^2 +y^2

2)       程序

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1. from matplotlib import pyplot as plt  
2. import numpy as np  
3. from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D  
4.   
5. fig = plt.figure()  
6. ax = Axes3D(fig)  
7. X = np.arange(-2, 2, 0.1)  
8. Y = np.arange(-2, 2, 0.1)  
9. X, Y = np.meshgrid(X, Y)  
10. Z = X**2 + Y**2  
11.   
12. ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride=1, cstride=1, cmap='rainbow')  
13. plt.show()  

 3)       运行结果