如何使用Sympy plot在指定x坐标位置添加标记点

实现方法 #

Sympy的plot接口底层基于Matplotlib渲染，有两种常用方案可以添加指定坐标的标记：

方案1：调用底层Matplotlib接口（灵活性更高）

你可以直接获取Sympy绘图对象对应的Matplotlib坐标轴实例，用常规Matplotlib语法添加标记，完整代码如下：

import numpy as np
import sympy as sp

x = sp.Symbol('x')
xs = np.linspace(-2, 3, 5)
ys = sp.cos(2*x)*(sp.sin(2*x) + 1.5)+sp.cos(x)
# 先创建绘图对象，关闭自动显示避免重复渲染
graph = sp.plot(ys, xlim=[-2,3], show=False)

# 将符号函数转换为支持数值计算的函数
f_numeric = sp.lambdify(x, ys, modules='numpy')
# 计算指定x坐标对应的y值
y_markers = f_numeric(xs)

# 获取Matplotlib坐标轴实例
ax = graph._backend.ax[0]
# 绘制红色圆形标记，zorder设为较高值保证标记显示在曲线上方
ax.scatter(xs, y_markers, c='red', s=100, zorder=5)

# 显示最终图像
graph.show()

方案2：使用Sympy原生markers参数（代码更简洁）

如果不需要额外调整Matplotlib属性，也可以直接在创建plot对象时传入标记参数：

import numpy as np
import sympy as sp

x = sp.Symbol('x')
xs = np.linspace(-2, 3, 5)
ys = sp.cos(2*x)*(sp.sin(2*x) + 1.5)+sp.cos(x)

# 转换符号函数、计算标记点坐标
f_numeric = sp.lambdify(x, ys, modules='numpy')
y_markers = f_numeric(xs)

# 构造标记配置
marker_config = [{'args': [xs, y_markers, 'ro'], 'ms': 10, 'zorder': 5}]
# 绘图时传入标记配置
graph = sp.plot(ys, xlim=[-2,3], markers=marker_config)

两种方案都可以在你指定的xs坐标位置生成红色高亮标记，和你期望的目标效果一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Gytis Dokšas