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  • 2021-05-05 04:59:37

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    x*x不正确,你是需要计算x的平方对吧,那么需要x.*x或者x.^2,点乘如果是x*x表示矩阵相乘,那么如果x是n*1的向量,[n*1]*[n*1]维度就不正确了

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    原标题:matlab绘图小技巧-图像光滑&数据取点

    小助理之前介绍过Matlab,,一款计算机、医学与生物学的软件,今天转载一篇实操,简单易上手~

    用cftool插值绘图得到拟合后的图像,然后正确获取拟合图像对应的数据。

    有时候的实验室数据图像得到的如下图所示:

    0ea1ad97ac1eaa80851d3c34bba8f9b9.png

    当然之前中多次有跟大家提多项式拟合、傅里叶级数拟合、高斯级数拟合,实际更加常见的操作是用matlab中图像拟合工具箱cftool灵活进行函数拟合。

    a543803fba23a8065c1d6e83d5e58c7d.png

    这个过程大多数读者应该都有了解,问题在于:“how to get fit data”?首先我们需要先把函数工具拟合方法生成代形式:

    7e2f24ca82c45a2d7b7ac29588828d0f.png

    5402da2df3653c34ef86d6050f3d2b8e.png

    3eefdf7a20852b41f59de43de79ebc72.png

    生成代码形式后,对代码进行简化,可以得到如下代码:

    91659267070fbd5521baafdcb7b1daf1.png

    1899226b4f2845c22fc8f705e46416a9.png

    该段代码主要是有时候再特殊情况下我们先是得到具体的函数图像而不是绘图数据,所以就需要使用该段代码就有用了。现在再讲讲如何提取特殊点方法。可以用

    4664751384e0f155a928a712c73576cf.png

    fc4e239983cf7234b55e0467db7a72d2.png

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    由于一些物理计算的需要,我要用电脑将一个一次函数和一个三角函数(cotan)的图像和交点画出来。

    本例程使用到的库:

    numpy   强大的科学计算库

    matlibplot   python绘图库

    random   随机数产生库

    由于计算机只能计算离散的点,所以我们不太可能直接求得精确地交点值,所以只能求一个大致的值,我选择两个函数值相差值小于等于0.01的时候就认为是交点。

    但是即使是这样,还是会在一个小范围内得到不止一个点,所以我们还需要进行数据清洗工作

    由于我们只是表示出了cotan的两个区间,所以要在每个区间取一个点。

    import numpy as np
    import matplotlib.pyplot as plt
    from random import randint
    
    def get_ctg(i):
        i = np.pi/2 * i
        return np.cos(i)/np.sin(i)
    
    
    x = np.linspace(0, 4, 100000)    #0到10 的 10000个点
    
    x_l = []  #记录最终的xy值
    y_l = []
    n = 1
    
    
    y1 = []
    x1 = []
    y2 = []
    x2 = []
    def get_y1():
        for x_i in x:
            y1.append(n * x_i)
            x1.append(x_i)
    
    def get_y2():
        for x_i in x:
            if(np.sin(x_i) != 0):
                y = get_ctg(x_i)
                y2.append(y)
                x2.append(x_i)
    
    
    #获得两个函数的大致交点
    def get_point():
        for x_i in x2:  #直接过滤掉等于0的点
            y = n*x_i - get_ctg(x_i)
            if(abs(y) <= 0.01):
                x_l.append(x_i)
                y_l.append(n*x_i)
                #print("x_l=",x_l)
                #print("y_l=",y_l)
    
    #对交点数据进行清洗
    def clean():
        index = 0
        if(len(x_l) > 2):
            while(x_l[index] < 2):
                index = index+1
                num = index
            #然后从0 - index中随机取一个点
            index = randint(0, index-1)
            x_l[0] = x_l[index]
            y_l[0] = y_l[index]
            x_l[1] = x_l[num]
            y_l[1] = y_l[num]
            #删除其他元素
            """"
            for i in range(1, len(x_l)):
                del y_l[i]
                del x_l[i]
            """
    
    
    def get_image(y1, y2):
        #绘图
        fig = plt.figure(figsize=[8, 6], dpi=80)
        plt.grid()
        plt.plot(x1, y1, color="orange", linewidth=1.0, linestyle="-", label="kx")
        plt.plot(x2[:len(x2)//2], y2[:len(x2)//2], color="blue", linewidth=1.0, linestyle="-", label="ctg")
        plt.plot(x2[len(x2)//2:], y2[len(x2)//2:], color="blue", linewidth=1.0, linestyle="-")
        plt.scatter(x_l[:2], y_l[:2], color="red", label="point")
        plt.title("caculate")
        plt.ylim(-50, 50)
        #将坐标原点置中
    
        plt.legend()
        plt.savefig("caculate.jpg", dpi=80)
        plt.show()
    
    
    if __name__ == "__main__":
        #n = float(input("请输入nig的值:"))
        n = float(input("请输入一次函数的斜率:"))
        get_y1()
        get_y2()
        get_point()
        clean()
        print("第一个点的x=", x_l[0])
        print("第一个点的y=", y_l[0])
        print("第二个点的x=", x_l[1])
        print("第二个点的y=", y_l[1])
        get_image(y1, y2)

    最后画出的图像如下图所示

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一次函数画图的取点