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
zhangyao9403301 小时前
关于js导入Excel时,Excel的(年/月/日)日期是五位数字的问题。以及对Excel日期存在的错误的分析和处理。
开发语言·javascript·excel
闲人编程2 小时前
Python在网络安全中的应用:编写一个简单的端口扫描器
网络·python·web安全·硬件·端口·codecapsule·扫描器
骑驴看星星a2 小时前
【Three.js--manual script】4.光照
android·开发语言·javascript
星释3 小时前
Rust 练习册 :Leap与日期计算
开发语言·后端·rust
悟能不能悟5 小时前
java的java.sql.Date和java.util.Date的区别,应该怎么使用
java·开发语言
Mr_Xuhhh5 小时前
GUI自动化测试--自动化测试的意义和应用场景
python·集成测试
2301_764441335 小时前
水星热演化核幔耦合数值模拟
python·算法·数学建模
循环过三天5 小时前
3.4、Python-集合
开发语言·笔记·python·学习·算法
Q_Q5110082855 小时前
python+django/flask的眼科患者随访管理系统 AI智能模型
spring boot·python·django·flask·node.js·php
_院长大人_6 小时前
设计模式-工厂模式
java·开发语言·设计模式