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
朋克洛德的码农11 分钟前
Go并发-sync包四剑客:Mutex、RWMutex、WaitGroup、Once-从入门到原理
开发语言·后端·golang
Java&Develop33 分钟前
DeltaFStation 宝塔 Linux 部署教程
python
小柯南敲键盘38 分钟前
跨境电商图片翻译工具推荐:批量AI翻译+视频字幕+智能抠图
人工智能·python·音视频
北斗落凡尘1 小时前
LangGraph 入门实战(8)--绑定工具
python·langchain
ningmengjing_1 小时前
MCP 通讯方式与实现指南
python·agent·mcp
淼澄研学1 小时前
Kimi API黑产倒卖技术解析与Python合规接入指南
开发语言·网络·python
冻柠檬飞冰走茶1 小时前
PTA基础编程题目集 7-35有理数均值(C++语言实现)
开发语言·数据结构·c++·算法·均值算法
wangchen_01 小时前
C++正则表达式
开发语言·c++·正则表达式
何以解忧,唯有..1 小时前
Python 元组(tuple)详解:使用、遍历与排序
开发语言·python
KANGBboy1 小时前
Python eval安全隐患
开发语言·python