Matplotlib之绘制多种函数

提示：本文使用python的matplotlib库完成

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一、题目

在一张图上画出sin(x)，cos(x)，tan(x)， cot(x)，arctan(x)，arccot(x)，然后以原点为中心，画一个圆。要求使用不同的颜色和线形

二、实现步骤

1、导入相关函数库并建立变量

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 设置 x 的范围和步长
x = np.arange(-2*np.pi, 2*np.pi, 0.01)

# 计算 y 值
y_sin = np.sin(x)
y_cos = np.cos(x)
y_tan = np.tan(x)
y_cot = 1/np.tan(x)
y_arctan = np.arctan(x)
y_arccot = np.arctan(1/x)

2、创建画布，并绘制函数曲线

# 创建画布和子图
fig, ax = plt.subplots()

# 绘制 sin(x) 曲线
ax.plot(x, y_sin, color='blue', label='sin(x)', linestyle='-')
# 绘制 cos(x) 曲线
ax.plot(x, y_cos, color='red', label='cos(x)', linestyle=':')
# 绘制 tan(x) 曲线
ax.plot(x, y_tan, color='green', label='tan(x)', linestyle='-')
# 绘制 cot(x) 曲线
ax.plot(x, y_cot, color='purple', label='cot(x)', linestyle='-.')
# 绘制 arctan(x) 曲线
ax.plot(x, y_arctan, color='orange', label='arctan(x)', linestyle='--')
# 绘制 arccot(x) 曲线
ax.plot(x, y_arccot, color='brown', label='arccot(x)', linestyle='--')
# 绘制单位圆
theta = np.linspace(0, 2*np.pi, 100)
x_circle = np.cos(theta)
y_circle = np.sin(theta)
ax.plot(x_circle, y_circle, color='black', label='unit circle')

3、设置坐标轴范围、标签，并添加图例，完成图片显示

# 设置坐标轴范围和标签
ax.set_xlim([-2*np.pi, 2*np.pi])
ax.set_ylim([-4, 4])
ax.set_xlabel('x')
ax.set_ylabel('y')
new_ticks = np.linspace(-5,5,11)
plt.xticks(new_ticks)
plt.yticks(new_ticks)

# 添加图例
ax.legend()
# 显示图形
plt.show()

4、完整代码

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 设置 x 的范围和步长
x = np.arange(-2*np.pi, 2*np.pi, 0.01)

# 计算 y 值
y_sin = np.sin(x)
y_cos = np.cos(x)
y_tan = np.tan(x)
y_cot = 1/np.tan(x)
y_arctan = np.arctan(x)
y_arccot = np.arctan(1/x)

# 创建画布和子图
fig, ax = plt.subplots()

# 绘制 sin(x) 曲线
ax.plot(x, y_sin, color='blue', label='sin(x)', linestyle='-')
# 绘制 cos(x) 曲线
ax.plot(x, y_cos, color='red', label='cos(x)', linestyle=':')
# 绘制 tan(x) 曲线
ax.plot(x, y_tan, color='green', label='tan(x)', linestyle='-')
# 绘制 cot(x) 曲线
ax.plot(x, y_cot, color='purple', label='cot(x)', linestyle='-.')
# 绘制 arctan(x) 曲线
ax.plot(x, y_arctan, color='orange', label='arctan(x)', linestyle='--')
# 绘制 arccot(x) 曲线
ax.plot(x, y_arccot, color='brown', label='arccot(x)', linestyle='--')
# 绘制单位圆
theta = np.linspace(0, 2*np.pi, 100)
x_circle = np.cos(theta)
y_circle = np.sin(theta)
ax.plot(x_circle, y_circle, color='black', label='unit circle')

# 设置坐标轴范围和标签
ax.set_xlim([-2*np.pi, 2*np.pi])
ax.set_ylim([-4, 4])
ax.set_xlabel('x')
ax.set_ylabel('y')
new_ticks = np.linspace(-5,5,11)
plt.xticks(new_ticks)
plt.yticks(new_ticks)

# 添加图例
ax.legend()
# 显示图形
plt.show()

三、运行结果

四、总结

在绘制arccot函数的时候，发现numpy库没有该函数，通过检索发现，numpy库不具备arccot的函数，但可以通过np.arctan()函数进行变换