如何使用matplotlib绘制复数(Argand Diagram)

时间:2013-07-03 10:33:48

标签: python numpy matplotlib plot complex-numbers

我想使用matplotlib从一组复数中创建一个Argand Diagram

  • 是否有任何预先构建的功能可以帮助我这样做?

  • 有人可以推荐一种方法吗?

enter image description here

Image LeonardoG,CC-SA-3.0

4 个答案:

答案 0 :(得分:14)

我不确定你在这之后究竟是什么...你有一组复数,并希望通过使用它们的实部作为x坐标和虚部作为y将它们映射到平面?

如果是这样,您可以使用number.real获取任何python虚数的实部,并使用number.imag获取虚部。如果你正在使用numpy,它还提供了一组辅助函数numpy.real和numpy.imag等,它们可以在numpy数组上运行。

因此,例如,如果你有一个存储类似的复数的数组:

In [13]: a = n.arange(5) + 1j*n.arange(6,11)

In [14]: a
Out[14]: array([ 0. +6.j,  1. +7.j,  2. +8.j,  3. +9.j,  4.+10.j])

......你可以做到

In [15]: fig,ax = subplots()

In [16]: ax.scatter(a.real,a.imag)

这会在每个点的argand图上绘制点。

编辑:对于绘图部分,您当然必须通过from matplotlib.pyplot import *导入matplotlib.pyplot或(正如我所做的)在pylab模式下使用ipython shell。

答案 1 :(得分:5)

跟进@ inclement的回答;以下函数生成一个以0,0为中心的argand图,并将其缩放为复数组中的最大绝对值。

我使用了绘图函数并指定了(0,0)中的实线。可以使用ro-替换ro来删除这些内容。

def argand(a):
    import matplotlib.pyplot as plt
    import numpy as np
    for x in range(len(a)):
        plt.plot([0,a[x].real],[0,a[x].imag],'ro-',label='python')
    limit=np.max(np.ceil(np.absolute(a))) # set limits for axis
    plt.xlim((-limit,limit))
    plt.ylim((-limit,limit))
    plt.ylabel('Imaginary')
    plt.xlabel('Real')
    plt.show()

例如:

>>> a = n.arange(5) + 1j*n.arange(6,11)
>>> from argand import argand
>>> argand(a)

生产: argand function output graph

修改

我刚刚意识到还有一个polar绘图功能:

for x in a:
    plt.polar([0,angle(x)],[0,abs(x)],marker='o')

enter image description here

答案 2 :(得分:0)

import matplotlib.pyplot as plt
from numpy import *


'''
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~`
This draws the axis for argand diagram
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~`
'''
r = 1
Y = [r*exp(1j*theta) for theta in linspace(0,2*pi, 200)]
Y = array(Y)
plt.plot(real(Y), imag(Y), 'r')
plt.ylabel('Imaginary')
plt.xlabel('Real')
plt.axhline(y=0,color='black')
plt.axvline(x=0, color='black')


def argand(complex_number):
    '''
    This function takes a complex number.
    '''
    y = complex_number
    x1,y1 = [0,real(y)], [0, imag(y)]
    x2,y2 = [real(y), real(y)], [0, imag(y)]


    plt.plot(x1,y1, 'r') # Draw the hypotenuse
    plt.plot(x2,y2, 'r') # Draw the projection on real-axis

    plt.plot(real(y), imag(y), 'bo')

[argand(r*exp(1j*theta)) for theta in linspace(0,2*pi,100)]
plt.show()

https://github.com/QuantumNovice/Matplotlib-Argand-Diagram/blob/master/argand.py

答案 3 :(得分:0)

如果您喜欢下面的图

one type of plot

或这个second type of plot

您可以简单地通过以下两行来完成此操作(以上面的图为例):

z=[20+10j,15,-10-10j,5+15j] # array of complex values

complex_plane2(z,1) # function to be called

使用此处的简单jupyter代码 https://github.com/osnove/other/blob/master/complex_plane.py

我已经出于自己的目的编写了它。更好的是它对其他人有帮助。