SymPy – 绘图

SymPy使用Matplotlib库作为后端，渲染数学函数的二维和三维图。确保Matplotlib在当前Python安装中是可用的。如果没有，使用下面的命令安装它

pip install matplotlib

绘图支持定义在sympy.plotting模块中。在绘图模块中，有以下函数

• plot – 二维线状图

• plot3d - 三维线状图

• plot_parametric – 二维参数图

• plot3d_parametric - 三维参数图

plot()函数返回一个Plot类的实例。一个绘图图可以有一个或多个SymPy表达式。虽然它能够使用Matplotlib作为后端，但也可以使用其他后端，如texplot、pyglet或Google charts API。

plot(expr, range, kwargs)

其中expr是任何有效的symPy表达式。如果没有提到，范围使用默认的（-10，10）。

下面的例子绘制了范围(-10,10)内每个值的x2的值 –

>>> from sympy.plotting import plot 
>>> from sympy import * 
>>> x=Symbol('x') 
>>> plot(x**2, line_color='red')

要为同一范围绘制多个图，在范围元组之前给出多个表达式。

>>> plot( sin(x),cos(x), (x, -pi, pi))

你也可以为每个表达式指定单独的范围。

plot((expr1, range1), (expr2, range2))

下图绘制了不同范围的sin(x)和cos(x)。

>>> plot( (sin(x),(x, -2*pi, 2*pi)),(cos(x), (x, -pi, pi)))

在plot()函数中可以指定以下可选的关键字参数。

• line_color – 指定绘图线的颜色。

• title – 作为标题显示的字符串

• xlabel – 作为X轴的标签显示的字符串

• ylabel – 显示为y轴的标签的字符串

>>> plot( (sin(x),(x, -2*pi, 2*pi)),(cos(x), (x, -pi, pi)), line_color='red', title='SymPy plot example')

plot3d()函数渲染了一个三维图。

plot3d(expr, xrange, yrange, kwargs)

下面的例子绘制了一个三维曲面图–

>>> from sympy.plotting import plot3d 
>>> x,y=symbols('x y') 
>>> plot3d(x*y, (x, -10,10), (y, -10,10))

和二维图一样，三维图也可以有多个图，每个图都有不同的范围。

>>> plot3d(x*y, x/y, (x, -5, 5), (y, -5, 5))

plot3d_parametric_line()函数渲染了一个3维参数线图。

>>> from sympy.plotting import plot3d_parametric_line 
>>> plot3d_parametric_line(cos(x), sin(x), x, (x, -5, 5))

要绘制参数化曲面图，请使用 plot3d_parametric_surface() 函数。

plot3d_parametric_surface(xexpr, yexpr, zexpr, rangex, rangey, kwargs)

>>> from sympy.plotting import plot3d_parametric_surface 
>>> plot3d_parametric_surface(cos(x+y), sin(x-y), x-y, (x, -5, 5), (y, -5, 5))