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python畫積分圖像

黃文隆1年前8瀏覽0評論

Python是一種流行的編程語言,在數據分析、機器學習和科學計算方面有著廣泛的應用。在處理數學問題時,Python也是一個非常強大的工具。積分是數學中的一個重要概念,我們可以用Python來畫積分的圖像。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
# 定義函數f(x)
def f(x):
return np.sin(x) + np.cos(x)
# 定義積分函數
def integrate(f, a, b, n):
dx = (b - a)/n
x = np.linspace(a, b, n+1)
y = f(x)
y_right = y[1:]
y_left = y[:n]
area = np.sum(dx*(y_right+y_left)/2)
return area
# 計算積分值
a = 0
b = np.pi/2
n = 100
result = integrate(f, a, b, n)
print("積分結果為:", result)
# 畫圖
x = np.linspace(a, b, n+1)
y = f(x)
fig, ax = plt.subplots(figsize=(8,6))
ax.plot(x,y,'b',lw=2)
ax.fill_between(x,0,y,alpha=.1)
ax.set_xlabel('x',fontsize=18)
ax.set_ylabel('y',fontsize=18)
ax.set_title(r"$\int_a^b f(x)dx=$"+str(result),fontsize=18)
ax.tick_params(labelsize=14)
ax.text(0.05, 1.7, r"$f(x) = \sin(x)+\cos(x)$", fontsize=18)
plt.show()

首先,我們定義了要積分的函數 f(x),這里使用了 NumPy 庫中的sin()和cos()函數來構造一個簡單的函數。然后,我們用自己編寫的積分函數 integrate() 計算積分的數值結果,并將其打印出來。最后,我們使用 Matplotlib 庫來畫出積分的圖像,包括函數曲線、積分區域和積分結果標注等。