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
众创岛14 分钟前
iframe的属性获取
开发语言·javascript·ecmascript
一个处女座的程序猿O(∩_∩)O21 分钟前
Python基础知识大全:从零开始掌握Python核心语法
开发语言·python
小陈工24 分钟前
Python Web开发入门(十一):RESTful API设计原则与最佳实践——让你的API既优雅又好用
开发语言·前端·人工智能·后端·python·安全·restful
计算机安禾37 分钟前
【数据结构与算法】第28篇:平衡二叉树(AVL树)
开发语言·数据结构·数据库·线性代数·算法·矩阵·visual studio
deephub1 小时前
ADK 多智能体编排:SequentialAgent、ParallelAgent 与 LoopAgent 解析
人工智能·python·大语言模型·agent
csbysj20201 小时前
网站主机技术概述
开发语言
FL16238631291 小时前
基于yolov26+pyqt5的混凝土墙面缺陷检测系统python源码+pytorch模型+评估指标曲线+精美GUI界面
python·qt·yolo
froginwe111 小时前
jQuery 事件方法详解
开发语言
cxr8282 小时前
GPU 加速声场求解器 CUDA Kernel 实现细节 —— 高频超声传播仿真并行计算引擎
人工智能·python·目标跟踪
echome8882 小时前
JavaScript Promise 与 async/await 实战:5 个高频异步编程场景的优雅解决方案
开发语言·javascript·ecmascript