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函数图


FunctionGraph1
Graph2

给定一个函数 f(x_1,...,x_n) 定义在定义域 U 上,f 的图定义为点的集合(这些点通常形成曲线曲面),展示了 fU (或 U 的一部分)上取的值。严格来说,对于实函数,

graphf(x)={(x,f(x)) in R^2:x in U}
(1)
graphf(x_1,...,x_n)={(x_1,...,x_n,f(x_1,...,x_n)) in R^(n+1):(x_1,...,x_n) in U}.
(2)

图有时也称为绘图。不幸的是,数学家们一致使用单词“”来表示顶点和连接它们的边的集合。在一些教育界,“顶点-边图”一词被用来试图区分这两种类型的图。然而,正如 Gardner (1984, p. 91) 指出的那样,“这个术语与解析几何中的‘图’的混淆是令人遗憾的,但这个术语在数学界已经根深蒂固。”在这项工作中,术语“图”将因此被用来指代顶点和边的集合,而函数绘图意义上的图在出现任何歧义时将被称为“函数图”。

二维和三维图可以在 Wolfram 语言 中使用以下命令生成Plot[f, {x, xmin, xmin}] 和Plot3D[f, {x, xmin, xmin}, {y, ymin, ymax}], 分别地。

FunctionGraphsHard

上面展示了几个众所周知的难以绘制的连续函数示例:sin(1/x) 及其小数部分。用于绘制图形的良好程序使用自适应算法,这些算法在函数变化最快的区域绘制更多点 (Wagon 1991, Math Works 1992, Heck 1993, Wickham-Jones 1994)。Tupper (1996) 开发了一种算法,该算法严格证明其生成的像素是“开启”的,当且仅当在像素表示的空间区域内存在一个数学点,该数学点是所绘制关系的解。尽管这种方法试图生成满足严格数学关系式的图形,但图形绘制问题最终是难解的,因此没有固定的算法可以为任意关系生成正确的图形。


另请参阅

曲线数据立方体极值直方图最大值最小值 在 MathWorld 课堂中探索此主题

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Cleveland, W. S. The Elements of Graphing Data, rev. ed. Summit, NJ: Hobart, 1994.Gardner, M. The Sixth Book of Mathematical Games from Scientific American. Chicago, IL: University of Chicago Press, p. 91, 1984.Heck, A. Introduction to Maple, 2nd ed. New York: Springer-Verlag, pp. 303-304, 1993.Math Works. Matlab Reference Guide. Natick, MA: The Math Works, p. 216, 1992.Tufte, E. R. The Visual Display of Quantitative Information. Cheshire, CN: Graphics Press, 1983.Tufte, E. R. Envisioning Information. Cheshire, CN: Graphics Press, 1990.Tupper, J. Graphing Equations with Generalized Interval Arithmetic. M.Sc. Thesis. Department of Computer Science. Toronto: University of Toronto, 1996. http://www.dgp.toronto.edu/~mooncake/msc.html.Tupper, J. "GrafEq." http://www.peda.com/grafeq/.Wagon, S. Mathematica in Action. New York: W. H. Freeman, pp. 24-25, 1991.Weisstein, E. W. "Books about Graphing." http://www.ericweisstein.com/encyclopedias/books/Graphing.html.Wickham-Jones, T. Computer Graphics with Mathematica. Santa Clara, CA: TELOS, pp. 579-584, 1994.Yates, R. C. "Sketching." A Handbook on Curves and Their Properties. Ann Arbor, MI: J. W. Edwards, pp. 188-205, 1952.

在 Wolfram|Alpha 上被引用

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引用为

Weisstein, Eric W. “函数图。” 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/FunctionGraph.html

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