Python可以绘制函数图像,但需要扩展包matplotlib支持。
第一题
绘制函数图像,添加标签和标题
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
x = np.linspace(0,2,50)
y = np.sin(x-2) * np.sin(x-2) * np.exp(-x**2)
plt.figure(1)
plt.xlabel("x")
plt.ylabel("y")
plt.ylim(-0.1, 1)
plt.title(r"$f(x) = sin^2(x-2)e^{-x^2}$")
plt.annotate('max', xy=(0.22, 0.9), xytext=(0.22, 0.5),
arrowprops=dict(facecolor='black'))
plt.plot(x,y)
plt.show()

第二题
给定y=b*x+z中各个量的值,根据x和y的值估计b的值,使用最小二乘法。
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
from scipy.optimize import leastsq
X = np.random.normal(loc=5,scale=5,size=(20,10))
b = np.random.normal(loc=0,scale=5,size=10)
z = np.random.normal(size=20)
y = np.dot(X,b) + z
# 初始向量
b_est = np.ones(10)
# 误差计算
def error(p,x,y):
return np.dot(x,p)-y
# 最小二乘法函数调用
b_est,cost=leastsq(error,b_est,args=(X,y))
# 绘制图像
plt.xlabel("base")
plt.ylabel("value")
plt.plot(b, 'rx', label="Coefficients")
plt.plot(b_est, 'b', label="Estimated Coefficients")
plt.legend(bbox_to_anchor=(1, 1), loc=0, borderaxespad=0)
plt.axis([0,10,-10,10])
plt.hlines(0,0,9 ,colors = "c", linestyles = "dashed")
plt.show()

第三题
绘制直方图并估计函数密度。
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
from scipy import stats
data = np.random.normal(scale=100, size=10000)
gauss = stats.gaussian_kde(data)
full_data = np.linspace(-500,500,10000)
est_data = gauss.evaluate(full_data)
plt.hist(data, 30, density=True)
plt.plot(full_data, est_data)
plt.show()
