python 隐函数绘制_Python隐函数作图
在使用Python作圖的過程中，碰到了幾次需要隱函數作圖的問題，目前我暫時只知道兩種方法，一種是使用sympy庫，另一種是使用matplotlib中等高線的方法，這里分別總結下。
Sympy庫隱函數作圖
Sympy庫隱函數作圖主要使用了plot_implicit函數以及parse_expr函數，首先來簡單看下該plot_implicit函數的參數說明。
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11def plot_implicit(expr, x_var=None, y_var=None, **kwargs):
"""A plot function to plot implicit equations / inequalities.
Arguments
=========
- ``expr`` : The equation / inequality that is to be plotted.
- ``x_var`` (optional) : symbol to plot on x-axis or tuple giving symbol
and range as ``(symbol, xmin, xmax)``
- ``y_var`` (optional) : symbol to plot on y-axis or tuple giving symbol
and range as ``(symbol, ymin, ymax)``
主要參數是expr，x_var,y_var是對坐標軸設置一些屬性，一般可以不使用，一些其他的功能可以參考官網
parse_expr函數可以把一個式子解析為可以傳入plot_implicit的參數，可以用來表達各種式子，具體的部分看后面的例子。
首先來看下plot_implicit的例子
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4from sympy import *
from sympy.parsing.sympy_parser import parse_expr
plot_implicit(parse_expr('x**2+y**2-5'))
plot_implicit(parse_expr('x**2-y**2+5'))
可以看到確實是我們熟悉的圖像?，F在考慮比較復雜的式子，比如我們需要
$x^3+sin(y^2)+1=0$
1plot_implicit(parse_expr('x**3+sin(y**2)+1'))
Sympy庫作隱函數圖像還是比較方便的，但是有一個比較大的問題，我暫時沒找把兩個圖像作在一張圖中的方法，比如我們要畫
$x+y=0,x^2+y^2=5$的圖像，好像沒辦法做到，這就比較頭疼了，好在我最后發現matplotlib的等高線可以”曲線救國”。
2020/4/21更新：感謝網友在評論區的提醒，現在找到可以將兩個圖像作在一張圖的方法——增加Or函數即可：
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12from sympy import log, Eq, symbols,Or
from sympy.plotting import plot_implicit
l, g = symbols('l g')
r = 1.1
b = 2
b0 = 1
plot_implicit(Or(
Eq(log(10 * r - r * l * b / (r + 1) - log(g) * b * r / (b0 * (r + 1)))
+ l * b / (r + 1) -r * b * log(g) / (b0 * (r + 1)) - log(10 * r),0),
Eq(log(9 * r - r * l * b / (r + 1) - log(g) * b * r / (b0 * (r + 1)))
+ l * b / (r + 1) -r * b * log(g) / (b0 * (r + 1)) - log(9 * r),0)
), (l, 0, 10), (g, 0, 30))
Matplotlib利用等高線給隱函數作圖
首先來看等高線怎么作圖
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20import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
#構造等高線函數
def f(x,y):
return x**2+y**2-5
#定義點的數量
n=500
#作點
x=np.linspace(-3,3,500)
y=np.linspace(-3,3,500)
#構造網格
X,Y=np.meshgrid(x,y)
#繪制等高線,8表示等高線數量加1
plt.contour(X,Y,f(X,Y),8)
plt.show()
可以看到這一個圈表示的就是等高線，看到這個的時候，我想到如果把這個參數8設為0，
不就只表示一條曲線了，于是嘗試了一下，果然如此。
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2plt.contour(X,Y,f(X,Y),0)
plt.show()
所以可以利用這點來對等高線作圖，此外，我們可以把這個圖像和普通的圖像坐在一張圖里，
這點就比Sympy更方便了。
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3plt.contour(X,Y,f(X,Y),0)
plt.plot(x,y)
plt.show()
總結
結合之前的討論，以后對隱函數作圖使用matplotlib更方便，流程如下
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18#構造等高線函數
def f(x,y):
#定義點的數量
n=500
#作點
x=np.linspace(-3,3,500)
y=np.linspace(-3,3,500)
#構造網格
X,Y=np.meshgrid(x,y)
#繪制圖像
plt.contour(X,Y,f(X,Y),0)
#作其他圖像
plt.plot(x,y)
plt.show()
總結
以上是生活随笔為你收集整理的python 隐函数绘制_Python隐函数作图的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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