在Python中生成一行上下的随机点

Question

我想在x，y散点图上生成随机点，这些点位于给定线的上方或下方。例如，如果线是y = x，我想在图的左上角（线上方）生成一个点列表，并在图的右下方（线下方）生成一个点列表。这是一个例子，其中点高于或低于y = 5：

import random
import matplotlib.pyplot as plt

num_points = 10
x1 = [random.randrange(start=1, stop=9) for i in range(num_points)]
x2 = [random.randrange(start=1, stop=9) for i in range(num_points)]
y1 = [random.randrange(start=1, stop=5) for i in range(num_points)]
y2 = [random.randrange(start=6, stop=9) for i in range(num_points)]

plt.scatter(x1, y1, c='blue')
plt.scatter(x2, y2, c='red')
plt.show()

然而，我独立地生成了x和y点，这限制了我的方程式，其中y = c（其中c是常数）。如何将其扩展为任何y = mx + b？

Answer 1

有许多方法可行，但如果你的唯一要求是它们高于和低于y = mx + b线，那么你可以简单地将随机x值插入等式中，然后加或减一个随机y值

import random
import matplotlib.pyplot as plt

slope = 1
intercept = 0

def ymxb(slope, intercept, x):
    return slope * x + intercept

num_points = 10
x1 = [random.randrange(start=1, stop=9) for i in range(num_points)]
x2 = [random.randrange(start=1, stop=9) for i in range(num_points)]
y1 = [ymxb(slope, intercept, x) - random.randrange(start=1, stop=9) for x in x1]
y2 = [ymxb(slope, intercept, x) + random.randrange(start=1, stop=9) for x in x2]

plt.scatter(x1, y1, c='blue')
plt.scatter(x2, y2, c='red')
plt.show()

看起来像这样：

Answer 2

您可以将var er = rep.replace(/\s*,\s*/g, " 0:00AM , "); 和y1的停止和起始限制更改为您想要的行。您需要确定飞机的终点（设置y2和lower）。

注意这只适用于整数。如果您想要更复杂的东西，可以使用截断的多变量分布。

upper

Answer 3

你也可以得到我的答案。

这种方式将高斯噪声置于线上方和下方。我故意将噪音的平均值设置为20，以便它从线上突出，即y = 10 * x + 5.你可能会将平均值设为零。

>>> import random
>>> def y(x, m, b):
...     return m*x + b
... 
>>> import numpy as np
>>> X = np.linspace(0, 10, 100)
>>> y_above = [y(x, 10, 5) + abs(random.gauss(20,5)) for x in X]
>>> y_below = [y(x, 10, 5) - abs(random.gauss(20,5)) for x in X]
>>> import matplotlib.pyplot as plt
>>> plt.scatter(X, y_below, c='g')
>>> plt.scatter(X, y_above, c='r')
>>> plt.show()

这是情节。

Answer 4

（x，y）的边由y - mx - b的符号定义。例如，您可以阅读它here。

import random
import matplotlib.pyplot as plt

num_points = 50
x = [random.randrange(start=1, stop=9) for i in range(num_points)]
y = [random.randrange(start=1, stop=9) for i in range(num_points)]
m = 5
b = -3

colors = ['blue' if y[i] - m * x[i] - b > 0 else 'red' for i in range(num_points) ]
plt.plot([0, 10], [b, 10 * m + b], c='green')
plt.xlim((0, 10))
plt.ylim((0, 10))

plt.scatter(x, y, c=colors)
plt.show()