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Python 函數(shù)繪圖及函數(shù)圖像微分與積分

發(fā)布時(shí)間:2020-09-13 00:59:09 來(lái)源:腳本之家 閱讀:345 作者:燒風(fēng) 欄目:開(kāi)發(fā)技術(shù)

前言

在學(xué)校太閑,就寫(xiě)了這個(gè)程序,可以繪制函數(shù)圖像,并且可以繪制其導(dǎo)函數(shù)圖像和不定積分的圖像,效果非常不錯(cuò)。

效果圖

Python 函數(shù)繪圖及函數(shù)圖像微分與積分

說(shuō)明

1,程序無(wú)法繪制復(fù)數(shù)圖像,若函數(shù)返回一個(gè)復(fù)數(shù),將自動(dòng)取模作為函數(shù)值進(jìn)行繪制。

2,函數(shù)的表達(dá)式支持Python所有內(nèi)置函數(shù)和math庫(kù),time庫(kù),random庫(kù)的函數(shù)(要求函數(shù)返回的是數(shù)字)。

3,@(“g(x)”)和$(“g(x)”)是g(x)的導(dǎo)函數(shù)和不定積分的固定格式,其中g(shù)(x)是被微函數(shù)的表達(dá)式或者被積函數(shù)的表達(dá)式,”g(x)”或者'g(x)'表示它是個(gè)表達(dá)式而不是數(shù)字,若不加引號(hào)將無(wú)法正常微積分。

4,具體使用方法請(qǐng)看效果圖,并理解代碼。

代碼

# Python 3.x
import turtle
from random import *
from math import *
from time import *

def draw():
  turtle.pencolor(random(), random(), random())
  global n, sf
  n = 0
  sf = 0
  while n > width / (-2 * zoom):
    f = evale(express, n)
    drawf(n, f)
    n -= (1 / zoom)
  n = 0
  sf = 0
  while n < width / (2 * zoom):
    f = evale(express, n)
    drawf(n, f)
    n += (1 / zoom)

def drawf(n, f):
  if n == 0 or isnan(f.real):
    turtle.penup()
  else:
    turtle.pendown()
  if isnan(f.real):
    f = 0
  elif n.imag != 0:
    f = abs(f)
  if hight / -zoom < f.real < hight / zoom:
    turtle.goto(n * zoom, f.real * zoom)

def drawxy():
  turtle.clear()
  turtle.pencolor(0, 0, 0)
  turtle.penup()
  turtle.goto(0, 0)
  turtle.pendown()
  turtle.goto(width / -2, 0)
  turtle.goto(width / 2, 0)
  turtle.goto(0, 0)
  turtle.goto(0, hight / 2)
  turtle.goto(0, hight / -2)

def format(s):
  s = s.replace("^","**")
  s = s.replace("@","differentiate")
  s = s.replace("$","integral")
  return s

def evale(s, n):
  x = n
  try:
    return eval(s)
  except BaseException:
    return nan

def differentiate(s):
  dx = 0.1 / zoom
  f1 = evale(s, n)
  df = evale(s, n + dx) - f1
  return df / dx

def integral(s):
  global sf
  dx = copysign(1 / zoom, n)
  f1 = evale(s, n)
  df = (f1 + evale(s, n + dx)) / 2
  sf = sf + df * dx
  return sf

def rezoom(n):
  global zoom
  zoom = n
  drawxy()
  draw()

zoom = eval(input("zoom = "))
width = 1280
hight = 720

turtle.setup(width, hight)
turtle.hideturtle()
turtle.delay(0)
turtle.pensize(2)
drawxy()

while True:
  express = format(input("f(x) = "))
  draw()

  while True:
    i = input(": ")
    if i == "break":
      break
    else:
      try:
        print(eval(i))
      except BaseException:
        print("Input error.")

注意

這個(gè)程序使用Python 3.x,若需要Python 2.x的程序,請(qǐng)自行修改。

以上這篇Python 函數(shù)繪圖及函數(shù)圖像微分與積分就是小編分享給大家的全部?jī)?nèi)容了,希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持億速云。

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