Python绘制三角函数图(sin\cos\tan)并标注特定范围的例子

首先讲一下绘制三角函数图(sin\cos\tan)的过程。我们可以使用Python的matplotlib库来完成这个任务。

步骤如下：

1. 导入matplotlib库和numpy库。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

1. 定义X轴的范围。

我们可以使用numpy库的arange函数来定义X轴的范围，默认的步长是1。

x = np.arange(0, 4*np.pi, 0.1)   # 默认步长0.1

这里定义的是0到4π之间的数，步长为0.1。

1. 计算三角函数的值。

我们可以使用numpy库的三角函数函数sin,cos,tan来计算每个点的函数值。

y_sin = np.sin(x)
y_cos = np.cos(x)
y_tan = np.tan(x)

这里分别计算了三角函数sin，cos，tan的函数值。

1. 绘制图形。

使用matplotlib库中的plot函数来绘制图形。

plt.plot(x, y_sin)
plt.plot(x, y_cos)
plt.plot(x, y_tan)

这里绘制了三条线分别代表三个函数。

1. 添加图例和坐标轴标签。

使用matplotlib库中的legend函数来添加图例，xlabel和ylabel函数来添加x轴和y轴的标签。

plt.legend(['sin', 'cos', 'tan'])
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('function value')

1. 显示图形。

使用show函数来显示图形。

plt.show()

这样三角函数图就绘制完成了。

下面，举两个示例说明如何标注特定范围。

示例1：

如果我们只想标注函数sin在π/4到3π/4范围内的部分，可以按照如下步骤：

1. 先按照前面的步骤绘制出全部三角函数图。

2. 使用plt.fill_between函数来填充上色。

这个函数可以让我们填充两个曲线之间的空间。我们需要指定X轴和Y轴的范围，在这个范围内的空间将会填充上所指定的颜色。

plt.fill_between(x, y_sin, where=((x>np.pi/4)&(x<3*np.pi/4)), color='gray', alpha=0.5)

这里填充了sin函数在π/4到3π/4范围内的部分，填充的颜色为灰色，透明度为0.5。

示例2：

如果我们只想标注函数sin在正弦值为1的部分，即π/2点。

可以按照如下步骤：

1. 先按照前面的步骤绘制出sin函数图。

2. 使用annotate函数来添加标注。

这个函数可以在图形上添加一个文本框，并指向我们想要标注的点。我们需要指定标注的位置，即π/2对应的x和y坐标。

plt.annotate('maximum', xy=(np.pi/2, 1), xytext=(np.pi/2+1, 0.5),
             arrowprops=dict(arrowstyle='->', connectionstyle='arc3, rad=.2'))

这里添加了一个文本框，位于(π/2,1)的位置，文本框上显示的内容是‘maximum’。箭头从文本框指向了(x+1,y/2)的位置，箭头样式为->，连接样式为arc3, rad=.2。

希望这个攻略对你有所帮助。