python - 如何使用 matplotlib 在轴上绘制带有参数的函数

Question

我想绘制函数

最多求和有限 k。我将从水平轴获取 t 值。

我目前拥有的:

def f_func(n, t):
     summation = sum([np.sin(k*t)/k for k in range(n)])
     return summation

现在我有了函数，我想告诉 matplotlib 使用它的水平轴作为时间参数，同时我选择一个特定的 k 参数。我该怎么做？

Answer 1

您可以在循环中调用 f_func 并将值放入列表中。请注意，求和需要从 k=1 开始，以防止被零除。

以下示例代码为 n 的连续值创建曲线:

from matplotlib import pyplot as plt
import numpy as np

def f_func(n, t):
    summation = sum([np.sin(k * t) / k for k in range(1, n + 1)])
    return summation

ts = np.linspace(-5, 12.5, 200)
for n in range(1, 11):
    fs = [f_func(n, t) for t in ts]
    plt.plot(ts, fs, label=f'$n={n}$')
plt.margins(x=0, tight=True)
plt.xlabel('$t$')
plt.ylabel('$f(n, t)$')
plt.legend(ncol=2)
plt.show()

PS:你可以玩弄 numpy 的 broadcasting并一次性计算出 f 值。该函数需要稍微调整一下，对中间矩阵的列求和:

ts = np.linspace(-5, 12.5, 200)
ks = np.arange(1, n+1).reshape(-1, 1)
fs = np.sum(np.sin(ks * ts) / ks, axis=0)
plt.plot(ts, fs, label=f'$n={n}$')