Matplotlib等高线图不起作用。

Question

Matplotlib等高线图不起作用。

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我正在尝试绘制蝙蝠侠方程。如果有sympy或matplotlib的解决方案将会很棒（因为我在使用Windows，所以sage不太适用）。问题是，如果我注释掉某些部分，图形的一部分就会出现，但是如果包括所有的F *=部分，我会得到一个空白图。

import matplotlib.pyplot
from numpy import arange
from numpy import meshgrid
from numpy import sqrt
from numpy import real

delta = 0.01
xrange = arange(-7.0, 7.0, delta)
yrange = arange(-3.0, 3.0, delta)
x, y = meshgrid(xrange,yrange)

F = 1
F *= (((x/7) ** 2) * sqrt(abs(abs(x) - 3)/(abs(x) - 3)) + ((y / 3) ** 2) * sqrt(abs(y + (3 * sqrt(33)) / 7)/(y + (3 * sqrt(33)) / 7)) - 1)
F *= (abs(x/2) - ((3 * sqrt(33) - 7)/112) * x**2 - 3 + sqrt(1 - (abs(abs(x) - 2) - 1) ** 2 ) - y)
F *= (9 * sqrt(abs((abs(x) - 1) * (abs(x) - 3/4))/((1 - abs(x)) * (abs(x) - 3/4))) - 8 * abs(x) - y)
F *= (3 * abs(x) + 0.75 * sqrt(abs((abs(x) - 3/4) * (abs(x) - 1/2))/((3/4 - abs(x)) * (abs(x) - 1/2))) - y)
F *= ((9/4) * sqrt(abs((x - 1/2) * (x + 1/2))/((1/2 - x) * (1/2 + x))) - y)
F *= ((6 * sqrt(10)) / 7 + (3/2 - abs(x)/2) * sqrt(abs(abs(x) - 1)/(abs(x) - 1)) - ((6 * sqrt(10))/ 14) * sqrt(4 - (abs(x) - 1) ** 2 ) - y)
G = 0

matplotlib.pyplot.contour(x, y, (F - G), [0])
matplotlib.pyplot.show()

这里发生了什么？如果一个乘数的图形为零，那么无论我投入哪些其他乘数，它仍应该保持为零。

蝙蝠侠方程的来源：http://www.reddit.com/r/pics/comments/j2qjc/do_you_like_batman_do_you_like_math_my_math/

- ubershmekel

你正在使用哪个版本的Python？如果不是3.x，那么你需要 from __future__ import division 来避免与所有这些整数一起进行地板除法。 - Paul

3个回答

0

我知道这可能看起来有些无聊，但是怎么样创建一个x值列表，然后计算在每个位置的“蝙蝠侠”值，并将其存储在另一个列表中。您可以定义一个函数“蝙蝠侠”，该函数计算每个传入的x值的y值。

然后只需使用matplotlib绘制这些列表即可。

编辑：由于您已经创建了numpy数组以存储结果，因此在计算y值时可以使用这些数组。

- samb8s

0

我甚至不确定这个方程式的工作原理，因为我看到在第一个项中（当abs(x)=3时，在第一个平方根下）会出现除以零的情况，并且在最后一项中（在最后一个平方根下，当{abs(x)-1}^2 > 4，即x > 3或x < -3时）会出现虚数。
我错过了什么吗？只使用结果的实部，忽略或近似于除以零的情况吗？

运行此程序，我确实看到很多RunTimeWarnings，很可能matplotlib会完全搞混要使用哪些数字（NaNs，Infs; 在末尾尝试打印F）。看起来它仍然可以处理相对较少的NaN或Inf，这就解释了为什么您只能看到图形的一部分。
我认为matplotlib的等高线是没问题的，只是输入数据有些混淆。

- user707650

你如何获取警告信息，matplotlib是否有调试模式？不管怎样，我猜测虚数区域不应该被绘制（如果结果不为零...）。Matplotlib不支持虚数运算吗？除以零只影响一小部分点，可以忽略。 - ubershmekel

很有趣 - 我还没有看数学部分 :) - samb8s

我不知道任何调试模式；也许是我正在使用的matplotlib、numpy或python版本。看了上面的答案，我意识到问题所在：方程的每个部分都有一定数量的NaN和非NaN；matplotlib将绘制非NaN。然而，当乘以它们时，你最终得到所有的NaN，什么也没有被绘制。非常基本的例子：F1=[NaN, 5, NaN]，F2=[NaN, NaN, 3]，F3=[2, NaN, NaN]；F1F2F3 = [NaN, NaN, NaN]。因此，你需要分别绘制它们。这与将某物乘以零无关，而是将某物乘以NaN。 - user707650

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可以查看英文原文，
原文链接

- HYRY · Accepted Answer

对于许多点，sqrt的参数为负数，因此最终的产品都是NaN。您可以按以下方式绘制每个因子：

from __future__ import division  # this is important, otherwise 1/2 will be 0
import matplotlib.pyplot
from numpy import arange
from numpy import meshgrid
from numpy import sqrt
from numpy import real


delta = 0.01
xrange = arange(-7.0, 7.0, delta)
yrange = arange(-3.0, 3.0, delta)
x, y = meshgrid(xrange,yrange)

F1 = (((x/7) ** 2) * sqrt(abs(abs(x) - 3)/(abs(x) - 3)) + ((y / 3) ** 2) * sqrt(abs(y + (3 * sqrt(33)) / 7)/(y + (3 * sqrt(33)) / 7)) - 1)
F2 = (abs(x/2) - ((3 * sqrt(33) - 7)/112) * x**2 - 3 + sqrt(1 - (abs(abs(x) - 2) - 1) ** 2 ) - y)
F3 = (9 * sqrt(abs((abs(x) - 1) * (abs(x) - 3/4))/((1 - abs(x)) * (abs(x) - 3/4))) - 8 * abs(x) - y)
F4 = (3 * abs(x) + 0.75 * sqrt(abs((abs(x) - 3/4) * (abs(x) - 1/2))/((3/4 - abs(x)) * (abs(x) - 1/2))) - y)
F5 = ((9/4) * sqrt(abs((x - 1/2) * (x + 1/2))/((1/2 - x) * (1/2 + x))) - y)
F6 = ((6 * sqrt(10)) / 7 + (3/2 - abs(x)/2) * sqrt(abs(abs(x) - 1)/(abs(x) - 1)) - ((6 * sqrt(10))/ 14) * sqrt(4 - (abs(x) - 1) ** 2 ) - y)


for f in [F1,F2,F3,F4,F5,F6]:
    matplotlib.pyplot.contour(x, y, f, [0])
matplotlib.pyplot.show()

结果图表如下：