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摘要:Python语言具有强大的科学计算功能,因此,将该语言引入到数学实验教学具有重要的意义。本文选取高等数学教材上的函数实例,通过Python语言分别实现了二维和三维函数图形的绘图实验。结果表明,Python语言能够用简洁的命令语句绘制出各类精美的函数图形。
Key:Python數学实验函数绘图
:G642:A:1672-1578(2018)01-0022-02
1引言
Python是一种解释型、面向对象的高级程序设计语言。近年来,Python语言在数学建模和各类算法大赛中的应用备受关注。与传统的数学软件MATLAB相比,MATLAB的大部分常用功能都可以在Python中找到相应的扩展库(或模块)来实现。此外,用Python做科学计算有自身的优势[1]:一方面,MATLAB是一款商用软件,并且价格昂贵。而Python及其绝大多数扩展库则是完全免费的。另一方面,相对于MATLAB等数学软件,Python具有强大的界面设计、网络通信等功能,使开发者更容易实现完整的应用程序开发。鉴于Python语言强大的科
学计算功能和广阔的应用前景,将Python引入到数学实验教学具有特殊的意义。下面仅从绘制函数图形方面介绍Python在数学实验教学方面的应用。
2绘图实验
函数图像的绘制是数学实验的基本内容,掌握Python提供的基本绘图命令,并能绘制相关函数图形是应用Python进行其他数学实验的重要基础。本实验分为
二维函数图形和三维函数图形的绘制两部分,实验用到的函数均来自同济大学编写的《高等数学》[2]教材(第七版)。本实验的实验环境是Windows10+,最主要的工具是Python中经典的matplolib绘图模块。

实验步骤主要包括导入模块,生成绘图数据,绘图和显示图形。先看一个简单的函数绘图例子。
3结语
综上可知,恰当利用Python的相关模块matplotlib和mpl_toolkits等,能够用简洁的命令语句绘制出常见的函数图形实际上,对极坐标,对数坐标,隐函数等各类情况的函数作图也可以通过以上模块实现。另外,Python还提供了其他强大的绘图模块,例如Mayavi,该模块函数被广泛地用于3d图形绘制和数据可视化。目前,将Python用于数学实验教学还不多见,是十分值得探索的。可以看出,此类数学实验除了有助于学生理解和应用所学数学知识,对于学生领会Python语言本身的编程思想也有一定帮助。
Reference:
[1][M].清华大学出版社,2016.
[2](第七版,上册)[M].北京:高等教育出版社,2014.
[3](第七版,下册)[M].北京:高等教育出版社,2014.
[4](高等学校实验课程教材)[M].广州:中山大学出版社,2008.
 
-全文完-