Plotten von Vektoren mit Python Matplotlib

1. Verwenden Sie die Funktion matplotlib.axes.Axes.arrow(), um einen Vektor mit Python matplotlib zu zeichnen
2. Verwenden Sie die Funktion matplotlib.pyplot.quiver(), um einen Vektor mit matplotlib in Python zu zeichnen

Ein Vektor ist ein Objekt im Vektorraum, das Betrag und Richtung hat. Wir können Vektoren mit Arrays in Python darstellen.

Wir müssen seine Richtung im Diagramm angeben, um Vektoren wie einen Pfeil zu zeichnen. Wir können die Bibliothek matplotlib verwenden, die häufig verwendet wird, um verschiedene Diagramme und Plotvektoren in Python zu erstellen.

Lassen Sie uns verstehen, wie man Vektoren mit Pythons matplotlib-Bibliothek zeichnet.

Verwenden Sie die Funktion matplotlib.axes.Axes.arrow(), um einen Vektor mit Python matplotlib zu zeichnen

Wir werden der aktuellen Abbildung eine Achse hinzufügen, um einen einfachen einzelnen Vektor mit der Funktion ax.axes() zu zeichnen.

Um den Vektor auf diesen Achsen darzustellen, verwenden wir die Funktion Axes.arrow(). Es erstellt einen Pfeil von den angegebenen x- und y-Koordinaten zu den angegebenen Start- und Endwerten.

Wir werden dies in der folgenden Grafik implementieren.

import matplotlib.pyplot as plt

ax = plt.axes()
ax.arrow(1, 2, 5, 5, head_width=0.5, head_length=0.5)
plt.ylim(0, 10)
plt.xlim(0, 10)
plt.show()

Ausgabe:

Wir zeichnen den erforderlichen Vektor von den Koordinaten (1,2) bis (5,5) im obigen Beispiel.

Die Parameter head_width und head_length werden verwendet, um die Breite bzw. Länge der Pfeilspitze anzugeben. Wir können das endgültige Diagramm auch mit anderen Parametern wie Form und Überhang anpassen.

Verwenden Sie die Funktion matplotlib.pyplot.quiver(), um einen Vektor mit matplotlib in Python zu zeichnen

Die Funktion pyplot.quiver() kann ein Diagramm eines Pfeilfelds in einer 2D-Figur erstellen. Wir können es verwenden, um mehrere Vektoren gleichzeitig zu zeichnen.

Wir müssen damit beginnen, die Koordinaten der Vektoren und den Ursprungspunkt des Graphen zu initialisieren. Dazu verwenden wir ein numpy-Array.

Wir werden dann die Funktion pyplot.quiver() verwenden, um ein Diagramm mit diesen Koordinaten zu erstellen.

Siehe das Beispiel unten.

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

coordinates = np.array([[2, 5], [1, 4]])
o = np.array([[0, 0], [0, 0]])
plt.quiver(*o, coordinates[:, 0], coordinates[:, 1], color=["blue", "green"], scale=15)
plt.ylim(-10, 10)
plt.xlim(-10, 10)
plt.show()

Ausgabe:

Wir haben zwei Vektoren mit der obigen Funktion pyplot.quiver() gezeichnet.

Der Ursprung wurde mit dem Array o angegeben. Mit dem Parameter scale skalieren wir die Dimensionen des Pfeils auf eine passende Grösse.

Wir können das endgültige Diagramm anpassen und die Form und Größe der Pfeilspitzen mit verschiedenen Parametern wie headlength, headwidth, headaxislength und anderen ändern.