求导数、画图代码
导入包
import matplotlib_inline
# jupyter notebook用法
# %matplotlib inline
import numpy as np
# 安装命令:pip install IPython
from IPython import display
from d2l import torch as d2l
import matplotlib.pyplot as plt
求导数代码
# 导数
# 定义函数
def f(x):
return 3 * x ** 2 - 4 * x
# 极限法求导数函数
def numerical_lim(f, x, h):
return ((f(x + h) - f(x)) / h)
# 极限求导数
h = 0.1
for i in range(5):
print(f'h = {h:.5f},numerical limit = {numerical_lim(f, 1, h):.5f}')
h *= 0.1
运行结果
h = 0.10000,numerical limit = 2.30000
h = 0.01000,numerical limit = 2.03000
h = 0.00100,numerical limit = 2.00300
h = 0.00010,numerical limit = 2.00030
h = 0.00001,numerical limit = 2.00003
画图代码
def use_svg_display():
"""使用svg格式显示绘图"""
# 这是旧版python支持的用法,新版不支持
# display.set_matplotlib_formats('svg')
matplotlib_inline.backend_inline.set_matplotlib_formats('svg')
def set_figsize(figsize=(3.5, 2.5)):
"""设置图表大小"""
use_svg_display()
d2l.plt.rcParams['figure.figsize'] = figsize
def set_axes(axes, xlabel, ylabel, xlim, ylim, xscale, yscale, legend):
"""设置轴"""
axes.set_xlabel(xlabel)
axes.set_ylabel(ylabel)
# 设置x轴缩放
axes.set_xscale(xscale)
axes.set_yscale(yscale)
axes.set_xlim(xlim)
axes.set_ylim(ylim)
# 图例
if legend:
axes.legend(legend)
# 函数用于设置绘图区网格线
axes.grid()
def plot(X, Y=None, xlabel=None, ylabel=None, legend=None,
xlim=None, ylim=None, xscale='linear', yscale='linear',
fmts=('-', 'm--', 'g-.', 'r:'), figsize=(3.5, 2.5), axes=None):
"""绘制数据点"""
"""
fmts:
-:表示黑色线
m--:表示虚线红色
g-.:表示绿色实线,”.“表示实线
r:红色的点线
"""
# 图标
if legend is None:
legend = []
set_figsize(figsize)
axes = axes if axes else d2l.plt.gca()
# 如果X有一个轴,则输出True
def has_one_axis(X):
'''
hasattr(X, "ndim"):判断X是否有ndim属性
X.ndim==1:判断x的维度是否为1
isinstance(X,list):判断X是否为列表类型
hasattr((X[0],"__len__")):判断X是否至少含有一个元素,防止X[0]访问越界报错
'''
return (hasattr(X, "ndim") and X.ndim == 1 or
isinstance(X, list) and not hasattr(X[0], "__len__"))
if has_one_axis(X):
X = [X]
if Y is None:
X, Y = [[]] * len(X), X
elif has_one_axis(Y):
Y = [Y]
if len(X) != len(Y):
X = X * len(Y)
# 清除axes,即当前figure中的活动的axes,但其他axes保持不变。
axes.cla()
for x, y, fmt in zip(X, Y, fmts):
if len(x):
axes.plot(x, y, fmt)
else:
axes.plot(y, fmt)
set_axes(axes, xlabel, ylabel, xlim, ylim, xscale, yscale, legend)
x = np.arange(0, 3, 0.1)
plot(x, [f(x), 2 * x - 3], 'x', 'f(x)', legend=['f(x)', 'Tangent line(x=1)'])
# pycharm运行记得添加这句代码
plt.show()