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      R语言中使用curve函数绘制常用函数曲线

      减小字体 增大字体 作者:biye5u.com  来源:本站原创  发布时间:2018-11-16 20:03:44

      前面文章中介绍了使用plot函数绘制图形的方法。本文介绍一下使用R中curve函数绘制常见函数曲线的方法。

      1、curve函数简介

      curve函数语法格式如下:

      curve(expr, from = NULL, to = NULL, n = 101, add = FALSE, type = "l", xname = "x", xlab = xname, ylab = NULL, log = NULL, xlim = NULL, ...)

      主要的参数如下:

      expr:函数名称或一个关于变量x的函数表达式;

      from,to:表示绘图的起止范围;

      n:一个整数值,表示x取值的数量;

      add:是一个逻辑值,当为TRUE时,表示将绘图添加到已存在的绘图中;

      type:与plot函数中type含义相同;

      xname:用于x轴变量的名称。

      xlab,ylab:x轴和y轴的标签名称。

      2、绘制y=x的直线

      #y=x
      curve(x+0, -10, 10, bty="l", xlab="x1", ylab="y")
      abline(h=0, v=0, lty=2, col="gray")
      text(0.5, -0.5, "0", col="gray")
      text(8, 10, "y = x")

      图形如下:

      3、绘制 y = 2x + 3 的直线

      # y= 2x + 3
      curve(2*x + 3, -10, 10, bty="l", xlab = "x", ylab = "y",  asp = 1)
      abline(h=0, v=0, lty=2, col = "darkgray")
      text(0.8, -0.8, "0", col = "darkgray")
      text(15, 20, "y = 2x + 3")

      图形如下:

      3、绘制形如y = ax2 + bx + c的图像

      #y=x^2
      curve(x^2,-5,5,bty="l",xlab="x",ylab="y",asp=1,ylim=c(-5,25))
      abline(h=0,v=0,lty=2,col="darkgray")
      text(0.8,-0.8,"0",col="darkgray")
      text(7,23,expression(paste("y = ",x^2)))

      #y=x^2+3x+1
      curve(x^2+3*x+1,-10,5,col="blue",add=T)
      text(8,25.5,expression(paste("y = ",x^2," + 3x + 1")),col="blue")
      abline(v= -b/(2*a),col="lightblue",lty=2)

      本段代码在同一幅图中绘制了两个函数图像,分别是:y = x2和y = x2 + 3x + 1,其图像如下图所示:

      绘制一元二次函数的图像

      4、幂函数图像

      下面的程序代码给出的是形如y = xα的图像。

      # y = x
      curve(x^1,-1.5,2,bty="l",xlab="x",ylab="y",asp=1,ylim=c(-1,1))
      abline(h=0,v=0,lty=2,col="darkgray")
      text(0.1,-0.1,"0",col="darkgray")
      lines(c(0,1,1),c(1,1,0),lty=2,col="red")
      text(1.1,0.95,"1",col="red")
      #y = x ^ 2
      curve(x^2,-1.5,2,add=T,col="blue")
      #y = x ^ 3
      curve(x^3,-1.5,2,add=T,col="orange")
      #y = x ^ (1/2)
      curve(x^(1/2), 0,2,add=T,col="green")
      #y = x ^ (1/3)
      curve(x^(1/3), 0,2,add=T,col="darkgreen")

      图像如下图所示:

      幂函数图像

      5、指数函数

      下面程序代码绘制的是形如 y = ax的函数图像。

      curve(2^x,-3,3,bty="l",xlab="x",ylab="y",asp=1,ylim=c(-0.5,8))
      abline(h=0,v=0,lty=2,col="darkgray")
      text(0.2,-0.15,"0",col="darkgray")
      curve(4^x,-3,3,bty="l",add=T,col="blue")
      curve((1/2)^x,-3,3,bty="l",add=T,col="red")
      curve((1/4)^x,-3,3,bty="l",add=T,col="green")
      curve(exp,-3,3,bty="l",add=T,col="orange")

      具体如下图所示:

      指数函数图像

      5、对数函数图像

      绘制形如 y = loga(x)的函数图像

      curve(log(x,2),0,10,bty="l",xlab="x",ylab="y",asp=1,ylim=c(-3,5))
      abline(h=0,v=0,lty=2,col="darkgray")
      text(0.15,-0.15,"0",col="darkgray")
      curve(log(x),0,10,bty="l",add=T,col="orange")
      curve(log(x,10),0,10,bty="l",add=T,col="blue")
      curve(log(x,0.5),0,10,bty="l",add=T,col="green")
      curve(log(x,0.1),0,10,bty="l",add=T,col="red")

      图像如下图所示:

      对数函数图像

      其中,橘黄色的曲线是y = ln(x)的函数图像。

      6、三角函数图像

      (1)正弦与余弦函数

      #sin(x)
      curve(sin(x),-10,10,bty="l",xlab="x",ylab="y",asp=1)
      #cons(x)
      curve(cos,-10,10,add=T,col="blue")
      #下面是绘制坐标轴和图中红色的线及标签
      abline(h=0,v=0,lty=2,col="darkgray")
      text(0.5,-0.5,"0",col="darkgray")
      lines(c(-pi,-pi),c(1.5,-1.5),col="red",lty=3)
      text(-pi,2.5,expression(-pi),col="darkgray")
      lines(c(-pi/2,-pi/2),c(1.5,-1.5),col="red",lty=3)
      text(-pi/2,2.5,expression(-frac(pi,2)),col="darkgray")
      lines(c(pi/2,pi/2),c(1.5,-1.5),col="red",lty=3)
      text(pi/2,2.5,expression(frac(pi,2)),col="darkgray")
      lines(c(pi,pi),c(1.5,-1.5),col="red",lty=3)
      text(pi,2.5,expression(pi),col="darkgray")

      如下图:

      正弦与余弦函数

      (2)正切函数

      curve(tan,-2*pi,2*pi,col="red",ylim=c(-6,6),asp=1)
      abline(h=0,v=c(-pi,-pi/2,0,pi/2,pi),lty=2,col="darkgray")
      text(c(-pi+0.5,-pi/2+0.5,0.5,pi/2+0.5,pi+0.5),-0.5,
      c("-π","-π/2",0,"π/2","π"),col="darkgray")

      函数图像如下图:

      正切函数图像

      (3)余切函数

      在R的默认基础库中没有提供余切函数,但是可以根据余切与正切的关系来绘制。余切等于正切的倒数。

      下面的代码是绘制余切函数:

      curve(1/tan(x),-2*pi,2*pi,col="blue",ylim=c(-6,6),asp=1)
      abline(h=0,v=c(-pi,-pi/2,0,pi/2,pi),lty=2,col="darkgray")
      text(c(-pi+0.5,-pi/2+0.5,0.5,pi/2+0.5,pi+0.5),0.5, c("-π","-π/2",0,"π/2","π"),col="darkgray")

      函数图像如下图所示:

      余切函数图像

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