一尘不染

使用matplotlib的负半径函数的极坐标图

python

以下python代码应在[-pi / 2,pi / 2]范围内绘制r(theta)= theta。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy

theta = numpy.linspace(-numpy.pi / 2, numpy.pi / 2, 64 + 1)
r = theta

plt.polar(theta, r)
plt.savefig('polar.png')

生成图:

极地图

但是,我希望它会产生:

预期极地图

r(θ)的负值似乎已被裁剪。如何使matplotlib绘制r(theta)的负值?


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2021-01-20

共1个答案

一尘不染

第一个情节似乎是正确的。它只是不显示负值。可以通过明确设置r轴的极限来克服此问题。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy

theta = numpy.linspace(-numpy.pi / 2, numpy.pi / 2, 64 + 1)
r = theta

plt.polar(theta, r)
plt.ylim(theta.min(),theta.max())
plt.yticks([-1, 0,1])
plt.show()

在此处输入图片说明

此行为基于以下假设:任何数量都应可绘制在极坐标图上,这可能对有关相对数量的技术问题有所帮助。例如,您可能会问周期系统中某个量与其平均值的偏差。在这种情况下,matplotlib使用的约定非常适合。

从更数学(理论)的角度来看,人们可能会认为负半径是原点上的点反射。为了复制这种行为,需要将负值的点旋转rπ。因此,可以通过以下代码重现问题的预期图形

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

theta = np.linspace(-np.pi / 2, np.pi / 2, 64 + 1)
r = theta

plt.polar(theta+(r<0)*np.pi, np.abs(r))

plt.show()

在此处输入图片说明

2021-01-20