《Python程序设计》正余弦函数图形绘制

«Python程序设计》实验报告

实验项目正余弦函数图形绘制

教研室物联网工程教研室

班级_____________________________

学号_____________________________

姓名_____________________________

年月日

实验四正余弦函数图形绘制

一、实验目的

1,熟悉Python程序的设计思路：

2.熟悉turtle库语法元素，了解其绘图坐标体系、画笔控制函数和运动命令函数;

3.熟悉matplotlib库语法元素，绘制正余弦函数图形，体验不同库函数的差异。

二、实验要求

1.用turtle库画正余弦函数图形，依次通过各个坐标点画出一条正弦余弦曲线。

2.用malploilib库画正余弦函数图形。

代码要求：

•要注意代码风格，代码起始有注释说明

•代码段与段之间要有空行

•标识符名称应该与其代表的意义一致

•关键代码应说明其功能

三、实验过程与结果

#**coding:UTF-8**

#开发团队：XXX

#开发工具：IDLE

#任务：用uinle库画正余弦函数图形

importturtleimportmath

turtle,speed(I)

#画x轴turtle.penup()

turtle.goto(-220,0)

turtle.pendown()

turtle,goto(220,0)

1

#画X轴箭头

turtle,setheading(150)

turtle.forward(20)

turtle.penupO

turtle,goto(220,0)

turtle,setheading(-150)

turtle,pendown()

turtle,forward(20)

#显示xturtle.penupO

turtle,goto(225,0)

turtle,write(*X')

#画y轴turtle.penupO

turtle.goto(0,-100)

turtle.pendown()

turtle.goto(0,100)

#画y轴箭头

turtle,setheading(240)

turtle,forward(20)

turtle.penupO

turtle.goto(0,100)

turtle,pendown()

turtle,setheading(-60)

turfIe.forward(20)

#显示Yturtle.penupO

turtle.goto(0,110)

turtle,write(*Y')

#画正弦曲线

x=-175

turtle,pensize(2)

turtle,color(*blue,)

turtle.penupO

turtle.goto(x,50*math.sin((x/100)*2*math,pi))

turtle,pendown()forxinrange(-175,176):

turtle.goto(x,50*math.sin((x/100)*2*math,pi))

#将-2n的位置标示出来turtle.penupO

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pit.figure(figsize=(10,6),dpi=80)

x=np.1inspace(-np.pi,np.pi,256,endpoint=True)

C,S=np.cos(x),np.sin(x)

#设置线的颜色，粗细，和线型

pit.plot(x,C,color=z，blue/，,linewidth=2.5,linestyle="z-z，,labcl=r'$sin(x)$')

pit.plot(x,S,color="red”,1inewidth=2.5,1inestyle="一〃，label=r'$cos(x)S')

#如果觉得线条离边界太近了，可以加大距离

pit.xlim(x.min()*1.2,x.max()*1.2)

pit.ylim(C.min()*l.2,C.max()*1.2)

#当前的刻度并不清晰，需要重新设定，并加上更直观的标签

pit.xticks([-np.pi,-np.pi/2,0,np.pi/2,np.pi],

[f$-\pi$\r$-\pi/2$,,r'$+\pi/2$',r'$+\pi$'])

pit.yticks([-l,1],

[r$-l$\r'$l$'])

#添加图例

pit.legend(loc=，upperleft')

#pit.gca(),全称是gatcurrent,axis

ax=pit.gca()

ax.spines['right'].set_color(Jnone*)

ax.spines['top)].set_color('none,)

#由于我们移动的是左边和底部的轴，所以不用设置这两个也可以

ax.xaxis.set_ticks_position('bottom')

ax.yaxis.set_ticks_position(，left*)

#指定data类型，就是移动到指定数值

#ax.spines?bottom*].setposition(*zero,)

ax.spines]'bottom*].setposition((,data,,0))

ax.spines?left'].set_position(('data',0))

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t=2*np.pi/3

#利用pit.plot绘制向卜的一条垂直的线，利用pit.scatter绘制一个点。

pit.plot([t,t],[0,np.cos(t)],color=*blue*,linewidth=2.5,linestyle=*—")

pit.scatter([t,],[np.cos(t),],50,color=,blue1)

pit.annotate(r*$sin(\frac{2\pi}{3})=\frac{\sqrt{3}}{2}$',

xy=(t,np.sin(t)),xycoords=，data*,

xytext=(+10,+30),textcoords=，offsetpoints*,fontsize=16,

arrowprops=diet(arrowstyle=connectionstyle=/zarc3,rad=.2"))

#利用pit.plot绘制向上的一条垂直的线，利用pit.scatter绘制一个点。

pit.plot([t,t],[0,np.sin(t)],color=,red),linewidth=2.5,linestyle="一")

pit.scatter([t,],[np.sin(t),],50,color=,red*)

pit.annotate(r1$cos(\frac{2\pi}{3})=-\frac{1}{2}$\

xy=(t,np.cos(t)),xycoords=，data*,

xytext=(-90,-50),textcoords=，offsetpoints),fontsize=16,

arrowprops=dict(arrowsty1e=，，->,connectionstyle=，，arc3,rad=.2〃))

pit.show()

图二：用matplotlib库画正余弦函数图形

5

四、实验分析

调试运行中出现的错误信息原因分析。

本次实验遇到最大的难题是matplotlib库的安装。不是内部或外部命令，也不是可运行

的程序或批处理文件.

1：错误：Youshouldconsiderupgradingviathe"python-mpipinstall一一upgrade

pip'command.

原因：需要升级这个工具

解决方法：python-mpipinstal1-upgradepip

2：错误：Readtimeout超时了，是网速不行，在一定时间内没下完

解决方法:延迟等待时间,pip--dcfault-timcout=10Dinstall-Upip

重新安装matplo