我是一名高中生，没有编码经验，但我尝试编写一个 matplotlib 3d 图形，并以颜色渐变作为第四维来绘制函数图：f(x) = x^2 + 1对于x的所有实数和复数值 (a + b i ) ，这需要我有四个维度：x的 (x + bi) 的实部 x [现在称为 X] ， ( x + bi) [现在称为W]，(y + bi) 的实部y [现在称为Y]，以及(y + bi) 的虚部bi [现在称为Z]。基本上，输入将为x，格式为(X + W)，输出将为f(x)，格式为(Y + Z)。我希望图表具有 X、Y 和 Z 轴，W 表示为图表表面上的颜色渐变。Z 和 W 是虚数 b*cmath.sqrt(-1)。我想要所有参数的范围为 (-20, 20)。我的笔记本电脑上有 python 和 anaconda，请帮忙。<3
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守着星空守着你
TA贡献1799条经验 获得超8个赞
这是我的解决方案：
# Import packages
import numpy as np
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D # Needed to create 3D plots
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
#%matplotlib notebook # Uncomment this if using Jupyter
# Define function
def fun(x):
# Note: x is a complex() object, and * and + are defined for complex numbers
return x*x + 1
# Create 1x1 figure with 3 axes
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
# Define grid of x and w using a step of 0.05
X = W = np.arange(-20.0, 20.0, 0.05)
X, W = np.meshgrid(X,W)
complexVals = X + 1j*W # Convert X/W grid into complex numbers
# Call the function on the complex numbers and extract the real/imag parts
Y_Z = fun(complexVals)
Y = Y_Z.real
Z = Y_Z.imag
# Create colormap for W
color_dimension = W
minn, maxx = color_dimension.min(), color_dimension.max()
norm = matplotlib.colors.Normalize(minn, maxx)
m = plt.cm.ScalarMappable(norm=norm, cmap='jet')
m.set_array([])
fcolors = m.to_rgba(color_dimension)
# Create surface
ax.plot_surface(X, Y, Z, facecolors=fcolors, vmin=minn, vmax=maxx, shade=False,
linewidth=0, antialiased=False)
# Set axis labels
ax.set_xlabel('X (Re)')
ax.set_ylabel('Y (Re)')
ax.set_zlabel('Z = f(x) (Im)')
# Create colorbar and set title
cbr = plt.colorbar(m)
cbr.ax.set_title('W')
# Show plot with colorbar
plt.show()
这是输出：
但是，如果您使用 Anaconda，我强烈建议将此代码添加到 Jupyter Notebook 中。这就是你可以获得交互式情节的原因。
它已经随 Anaconda 一起安装，您可以通过jupyter notebook在 Anaconda 提示符中输入来启动它。
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