SymPy - 绘图

SymPy 使用 Matplotlib 库作为后端来渲染数学函数的 2-D 和 3-D 图。 确保 Matplotlib 在当前的 Python 安装中可用。 如果没有，请使用以下命令安装相同的 −

pip install matplotlib

绘图支持在 sympy.plotting 模块中定义。 绘图模块中存在以下功能 −

• plot − 2D 二维线图

• plot3d − 3D 三维线图

• plot_parametric − 2D 二维参数图

• plot3d_parametric − 3D 三维参数图

plot() 函数返回 Plot 类的一个实例。 一个绘图图形可能有一个或多个 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，例如 texplot、pyglet 或 Google charts API。

plot(expr, range, kwargs)

其中 expr 是任何有效的 symPy 表达式。 如果未提及，范围使用默认值 (-10, 10)。

以下示例为范围 (-10,10) 中的每个值绘制 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，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))

下图绘制了不同范围内的 sin(x) 和 cos(x)。

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

可以在 plot() 函数中指定以下可选关键字参数。

• line_color − 指定绘图线的颜色。

• title − 要显示为标题的字符串

• xlabel − 要显示为 X 轴标签的字符串

• ylabel − 要显示为 y 轴标签的字符串

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

plot3d() 函数绘制三维图。

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))

与二维绘图一样，三维绘图也可以有多个绘图，每个绘图具有不同的范围。

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

plot3d_parametric_line() 函数呈现 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))