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python - 绘图方向字段

coder 2023-08-19 原文

有没有办法在python中绘制方向场？

我的尝试是修改http://www.compdigitec.com/labs/files/slopefields.py给予

#!/usr/bin/python

import math
from subprocess import CalledProcessError, call, check_call

def dy_dx(x, y):
    try:
        # declare your dy/dx here:
        return x**2-x-2
    except ZeroDivisionError:
        return 1000.0

# Adjust window parameters
XMIN = -5.0
XMAX = 5.0
YMIN = -10.0
YMAX = 10.0
XSCL = 0.5
YSCL = 0.5

DISTANCE = 0.1

def main():
    fileobj = open("data.txt", "w")
    for x1 in xrange(int(XMIN / XSCL), int(XMAX / XSCL)):
        for y1 in xrange(int(YMIN / YSCL), int(YMAX / YSCL)):
            x= float(x1 * XSCL)
            y= float(y1 * YSCL)
            slope = dy_dx(x,y)
            dx = math.sqrt( DISTANCE/( 1+math.pow(slope,2) ) )
            dy = slope*dx
            fileobj.write(str(x) + " " + str(y) + " " + str(dx) + " " + str(dy) + "\n")
    fileobj.close()


    try:
        check_call(["gnuplot","-e","set terminal png size 800,600 enhanced font \"Arial,12\"; set xrange [" + str(XMIN) + ":" + str(XMAX) + "]; set yrange [" + str(YMIN) + ":" + str(YMAX) + "]; set output 'output.png'; plot 'data.txt' using 1:2:3:4 with vectors"])
    except (CalledProcessError, OSError):
        print "Error: gnuplot not found on system!"
        exit(1)
    print "Saved image to output.png"
    call(["xdg-open","output.png"])
    return 0

if __name__ == '__main__':
    main()

然而，我从中得到的最好的图像是。 如何获得看起来更像第一张图片的输出？另外，如何添加三个实线？

最佳答案

您可以使用此 matplotlib 代码作为基础。根据您的需要修改它。 我更新了代码以显示相同长度的箭头。重要的选项是设置 quiver 函数的 angles 选项，以便箭头从 (x,y) 到 (x+u,y+v) 正确打印)(而不是默认值，默认值在计算角度时只考虑 (u,v))。

也可以将轴形式“框”更改为“箭头”。如果您需要更改，请告诉我，我可以添加。

import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.integrate import odeint
import numpy as np

fig = plt.figure()

def vf(x, t):
    dx = np.zeros(2)
    dx[0] = 1.0
    dx[1] = x[0] ** 2 - x[0] - 2.0
    return dx


# Solution curves
t0 = 0.0
tEnd = 10.0

# Vector field
X, Y = np.meshgrid(np.linspace(-5, 5, 20), np.linspace(-10, 10, 20))
U = 1.0
V = X ** 2 - X - 2
# Normalize arrows
N = np.sqrt(U ** 2 + V ** 2)
U = U / N
V = V / N
plt.quiver(X, Y, U, V, angles="xy")

t = np.linspace(t0, tEnd, 100)
for y0 in np.linspace(-5.0, 0.0, 10):
    y_initial = [y0, -10.0]
    y = odeint(vf, y_initial, t)
    plt.plot(y[:, 0], y[:, 1], "-")

plt.xlim([-5, 5])
plt.ylim([-10, 10])
plt.xlabel(r"$x$")
plt.ylabel(r"$y$")

关于python - 绘图方向字段，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/18832763/

python绘图34sectioncodemath

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