SymPy 绘图

SymPy 使用 Matplotlib 库作为后端来绘制数学函数的二维和三维图形。确保当前的 Python 安装中可用 Matplotlib。如果没有的话，使用以下命令安装：

pip install matplotlib

绘图支持在sympy.plotting模块中定义。plotting模块中存在以下函数：

• plot − 2D线性图

• plot3d − 3D线性图

• plot_parametric − 2D参数图

• plot3d_parametric − 3D参数图

plot()函数返回一个Plot类的实例。一个绘图图形可以有一个或多个SymPy表达式。尽管它可以使用Matplotlib作为后端，但也可以使用其他后端，如texplot、pyglet或Google图表API。

plot(expr, range, kwargs)

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

以下示例绘制了范围(-10,10)中每个值的x2的值。

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

为了绘制相同范围的多个图表，请在范围元组之前给出多个表达式。

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

您还可以为每个表达式指定单独的范围。

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

下图显示了sin(x)和cos(x)在不同范围内的图像。

>>> 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轴标签显示的字符串。

• ylabel −作为y轴标签显示的字符串。

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

plot3d()函数绘制了一个三维图。

plot3d(expr, xrange, yrange, kwargs)

以下示例绘制了一个3D表面图 –

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

与2D图一样，三维图也可以有多个具有不同范围的图。

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

plot3d_parametric_line() 函数渲染一个三维参数线图。

>>> 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))