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
superman超哥1 分钟前
Serialize 与 Deserialize Trait:Rust 类型系统与序列化的完美融合
开发语言·rust·开发工具·编程语言·rust序列化·rust类型·serialize
黎子越6 分钟前
python循环相关联系
开发语言·python·算法
安然无虞7 分钟前
「正则表达式」精讲
开发语言·测试工具·正则表达式
csbysj202013 分钟前
DOM 解析器错误
开发语言
Дерек的学习记录17 分钟前
二叉树(下)
c语言·开发语言·数据结构·学习·算法·链表
葡萄成熟时 !20 分钟前
JDK时间类
java·开发语言
气派飞鹰20 分钟前
windows下C++个人开发最佳实践(CMake+vcpkg+trae)
开发语言·c++·个人开发
余瑜鱼鱼鱼22 分钟前
Thread类中run和start的区别
java·开发语言·前端
n 55!w !10822 分钟前
js练习作业
开发语言·javascript·ecmascript
Whisper_Sy24 分钟前
Flutter for OpenHarmony移动数据使用监管助手App实战 - 月报告实现
android·开发语言·javascript·网络·flutter·ecmascript