如何用matplotlib将这个分段函数绘制到Python中？

mspsb9vt 于 2022-11-21 发布在 Python

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下面是我需要绘制的函数：

这是我的代码：

pi = np.pi
sin = np.sin
e = np.e

x1 = np.linspace(-10*pi, -pi)
y1 = (4*pi*(e**0.1*x1)) * sin(2*pi*x1)
plt.plot(x1, y1)

x2 = np.linspace(-pi, -pi/2)
y2 = 0
plt.plot(x2, y2)

x3 = np.linspace(-pi/2, pi/2)
y3 = 4/pi * x3**2 - pi
plt.plot(x3, y3)

x4 = np.linspace(pi/2, pi)
y4 = 0
plt.plot(x4, y4)

plt.show()

但是每次我试图运行它时，它都会给我一个ValueError：

ValueError: x and y must have same first dimension, but have shapes (50,) and (1,)

我试过使用np.piecewise，但没有任何效果。

python

来源：https://stackoverflow.com/questions/74488361/how-do-i-plot-this-piecewise-function-into-python-with-matplotlib

3条答案

按热度按时间

mrzz3bfm1#

为了定义分段函数，我通常使用numpy.where的链式序列。
首先，定义域为自变量，然后是条件与解析表达式，最后用一个差分为where，如docs中所解释的。

NB：你确定西内斯的圆频率是2π吗？当我看到一个域表示为π的倍数时，我会立即想到频率表示为整数或简单的分数...

from numpy import exp,linspace, pi, sin, where
from matplotlib.pyplot import grid, plot, show

x = linspace(-10*pi, +10*pi, 4001)
y = where(x <  -pi, 4*pi*exp(+x/10)*sin(1*x),
    where(x <-pi/2, 0,
    where(x <+pi/2, 4*x*x/pi-pi,
    where(x <  +pi, 0,
                    4*pi*exp(-x/10)*sin(1*x)))))
    
plot(x, y) ; grid() ; show()

PS系列
在注解Davide_sd中正确地指出，只有当分段函数连续时，我所展示的技术才是正确的。
如果子域之间存在不连续性，您可以始终使用numpy.where，但您应该在不连续点处将np.nan值赋给y数组，以便Matplotlib知道她必须断开NaN上的线。

EDIT -我更改了西内斯的循环频率，因为我无法理解OP规格。

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wvt8vs2t2#

x2是一个数组，y2是一个数字，matplotlib希望两者都是数组，因此您应该将y2和y4的定义切换为y2 = np.zeros_like(x2)和y4 = np.zeros_like(x4)。

赞(0）回复(0）举报 2022-11-21

nle07wnf3#

由于x和y需要是相同的第一维，您可能希望将y2和y4定义为x的函数，以便生成相同维度的数组作为要绘制的结果。

#...
y2 = x2*0
plt.plot(x2, y2)

#...

y4 = x4*0
plt.plot(x4, y4)

或者，可以将y2和y4分别定义为大小与x2和x4相同的零数组。

y2 = np.zeros(x2.shape)
y4 = np.zeros(x4.shape)

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