用python做数学题 python 数学编程

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mob64ca13f937ae 2023-08-08 09:50:13

文章标签 用python做数学题 python 数学建模 matplotlib Python 文章分类 Python 后端开发

提示：菜鸟一枚，此系列文主要是用于我自己的学习记录，如果能对您有帮助，我荣幸至极。

文章目录

《Python数学编程》练习-day013: matplotlib(3)

前言
一、绘制牛顿万有引力定律公式图形
二、为什么使用matplot.use() ？
三、TkAgg是什么，解决哪些问题?

1.TkAgg:

四、matplotlib其他的渲染组合？
总结

《Python数学编程》练习-day011: matplotlib(1)

前言

今天这篇笔记主要记录我在使用jupyter notebook，用matplotlib绘图出现的空图层问题——知其所以然：

绘制公式图形；
为什么使用matplot.use() ；
TkAgg是什么，解决哪些问题；
matplotlib其他的渲染组合。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、绘制牛顿万有引力定律公式图形

$用python做数学题 python 数学编程_matplotlib$

$用python做数学题 python 数学编程_用python做数学题_02$

这里主要绘制引力与距离的关系，因此质量要是定值。
实现代码如下：

# 牛顿万有引力
# 实现质量为m1、m2两物体随距离变化，两者之间引力之间的变化——即是引力与距离之间的关系
# 实现步骤：1.绘制图形；2.定义引力计算公式：1）距离生成；2）距离对应的引力

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib
# 如果您的脚本依赖于特定的后端，则可以使用功能matplotlib.use（）：
# Agg rendering to a Tk canvas (requires TkInter). This backend can be activated in IPython with %matplotlib tk.
matplotlib.use('TkAgg')

#Drew the Graph/定义一个绘图函数用于画图
def draw_graph(x, y):
    plt.plot(x, y, marker = 'o')
    plt.xlabel('Distance in meters(m)')
    plt.ylabel('Gravitational force and distance(N)')
    plt.show()
    plt.savefig('C:/Users/zhangfei/Desktop/python_math/force_distance2.png')
    
# 定义引力公式和距离
def generate_F_r():
    #Generate value for r(距离), m
    r = range(20, 1001, 50)
    
    # enpty list to store the calculated values of F, N
    F = []
    
    # Constant, G：引力常数 Nm**2kg**-2
    G = 6.674*(10**-11)
    
    # two masses, kg
    m1 = 0.5
    m2 = 1.5
    
    # Calculate force and add it to the list, F：计算引力
    for dist in r:
        force = G*(m1*m2)/(dist**2)
        F.append(force)
        
    # call the draw_graph function(调用画图函数)
    draw_graph(r, F)
    
if __name__ == '__main__':
    generate_F_r()

运行结果如下：

用python做数学题 python 数学编程_matplotlib_03

未使用matplotlib.use(‘TkAgg’)时，导出的图片（一片空白）：

用python做数学题 python 数学编程_用python做数学题_04

二、为什么使用matplot.use() ？

为什么要使用为什么使用matplot.use() ，官方Usage Guide这样说明的：

If your script depends on a specific backend you can use the function matplotlib.use():
This should be done before any figure is created, otherwise Matplotlib may fail to switch the backend and raise an ImportError.
Using use will require changes in your code if users want to use a different backend. Therefore, you should avoid explicitly calling use unless absolutely necessary.