Python实现分段函数求导+绘制函数曲线

代码如下:

python 复制代码
import sympy as sp
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from sympy.utilities.lambdify import lambdify

# 定义符号变量
x = sp.symbols('x')
# expr = sp.Piecewise((0,0< x <= 5), (1, x > 5))
# 定义分段原函数
#---------------------------------下面是原函数和绘图区间定义-----------------------------------------------------
piecewise_function = sp.Piecewise((x**2, x < 0),
                                 (2*x + 1, sp.And(x>=0 , x<1)),
                                 (-x + 2, x >= 1))
left=-5
right=3
x_values = np.linspace(left, right, 1000)
#--------------------------------------------------------------------------------------
def derivative_values(piecewise_function):
    # 计算分段函数的导数
    derivative_piecewise = sp.diff(piecewise_function, x)    
    # 打印导数表达式
    print(derivative_piecewise)
    # 将导数表达式转换为lambda函数以方便数值计算
    derivative_func = lambdify(x, derivative_piecewise, 'numpy')
    # 创建x值向量并计算导数值
    derivative_values = derivative_func(x_values)

    return derivative_values
    
    
#-----------------------------------------绘制图像定义--------------------------------
plt.figure(figsize=(8, 6))
plt.plot(x_values, derivative_values(piecewise_function), label='Derivative of Piecewise Function', lw=2)
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('dy/dx')
plt.legend()
plt.grid(True)
plt.show()

上述代码中注意,(2*x + 1, sp.And(x>=0 , x<1)),

整理表示的是在0≤x<1的区间中,要使用sympy.And函数来表示,才能让代码顺利运行。

相关推荐
ydm_ymz3 分钟前
C语言初阶4-数组
c语言·开发语言
presenttttt12 分钟前
用Python和OpenCV从零搭建一个完整的双目视觉系统(六 最终篇)
开发语言·python·opencv·计算机视觉
逐花归海.13 分钟前
『 C++ 入门到放弃 』- 多态
开发语言·c++·笔记·程序人生
卜锦元1 小时前
Go中使用wire进行统一依赖注入管理
开发语言·后端·golang
测试19981 小时前
软件测试之压力测试总结
自动化测试·软件测试·python·测试工具·职场和发展·测试用例·压力测试
军训猫猫头1 小时前
3.检查函数 if (!CheckStart()) return 的妙用 C#例子
开发语言·c#
coding随想1 小时前
JavaScript中的系统对话框:alert、confirm、prompt
开发语言·javascript·prompt
灵哎惹,凌沃敏1 小时前
C语言/Keil的register修饰符
c语言·开发语言
李昊哲小课2 小时前
销售数据可视化分析项目
python·信息可视化·数据分析·matplotlib·数据可视化·seaborn