Motor de representación matemática de Matplotlib

Introducción

Esta práctica te guiará para crear una figura que muestre las características seleccionadas del motor de representación matemática de Matplotlib. La figura demostrará cómo escribir expresiones matemáticas con ejemplos de subíndices, superíndices, fracciones, binomios, números apilados, radicales, fuentes, acentos, griego, hebreo, delimitadores, funciones y símbolos.

Consejos sobre la VM

Una vez finalizada la inicialización de la VM, haz clic en la esquina superior izquierda para cambiar a la pestaña Cuaderno y acceder a Jupyter Notebook para practicar.

A veces, es posible que tengas que esperar unos segundos a que Jupyter Notebook termine de cargarse. La validación de las operaciones no se puede automatizar debido a las limitaciones de Jupyter Notebook.

Si tienes problemas durante el aprendizaje, no dudes en preguntar a Labby. Proporciona retroalimentación después de la sesión y resolveremos rápidamente el problema para ti.

Importar bibliotecas

En este paso, importaremos las bibliotecas necesarias para esta práctica.

import matplotlib.pyplot as plt

Configurar los ejemplos de demostración

En este paso, configuraremos los ejemplos de demostración de expresiones matemáticas que mostraremos en la figura.

mathtext_demos = {
    "Header demo":
        r"$W^{3\beta}_{\delta_1 \rho_1 \sigma_2} = "
        r"U^{3\beta}_{\delta_1 \rho_1} + \frac{1}{8 \pi 2} "
        r"\int^{\alpha_2}_{\alpha_2} d \alpha^\prime_2 \left[\frac{ "
        r"U^{2\beta}_{\delta_1 \rho_1} - \alpha^\prime_2U^{1\beta}_"
        r"{\rho_1 \sigma_2} }{U^{0\beta}_{\rho_1 \sigma_2}}\right]$",

    "Subscripts and superscripts":
        r"$\alpha_i > \beta_i,\ "
        r"\alpha_{i+1}^j = {\rm sin}(2\pi f_j t_i) e^{-5 t_i/\tau},\ "
        r"\ldots$",

    "Fractions, binomials and stacked numbers":
        r"$\frac{3}{4},\ \binom{3}{4},\ \genfrac{}{}{0}{}{3}{4},\ "
        r"\left(\frac{5 - \frac{1}{x}}{4}\right),\ \ldots$",

    "Radicals":
        r"$\sqrt{2},\ \sqrt[3]{x},\ \ldots$",

    "Fonts":
        r"$\mathrm{Roman}\, \ \mathit{Italic}\, \ \mathtt{Typewriter} \ "
        r"\mathrm{or}\ \mathcal{CALLIGRAPHY}$",

    "Accents":
        r"$\acute a,\ \bar a,\ \breve a,\ \dot a,\ \ddot a, \ \grave a, \ "
        r"\hat a,\ \tilde a,\ \vec a,\ \widehat{xyz},\ \widetilde{xyz},\ "
        r"\ldots$",

    "Greek, Hebrew":
        r"$\alpha,\ \beta,\ \chi,\ \delta,\ \lambda,\ \mu,\ "
        r"\Delta,\ \Gamma,\ \Omega,\ \Phi,\ \Pi,\ \Upsilon,\ \nabla,\ "
        r"\aleph,\ \beth,\ \daleth,\ \gimel,\ \ldots$",

    "Delimiters, functions and Symbols":
        r"$\coprod,\ \int,\ \oint,\ \prod,\ \sum,\ "
        r"\log,\ \sin,\ \approx,\ \oplus,\ \star,\ \varpropto,\ "
        r"\infty,\ \partial,\ \Re,\ \leftrightsquigarrow, \ \ldots$",
}

Crear la figura y el eje

En este paso, crearemos la figura y el eje para los ejemplos de expresiones matemáticas.

## Creating figure and axis.
fig = plt.figure(figsize=(7, 7))
ax = fig.add_axes([0.01, 0.01, 0.98, 0.90],
                  facecolor="white", frameon=True)
ax.set_xlim(0, 1)
ax.set_ylim(0, 1)
ax.set_title("Matplotlib's math rendering engine",
             color=mpl_grey_rgb, fontsize=14, weight='bold')
ax.set_xticks([])
ax.set_yticks([])

Definir el espaciado entre líneas

En este paso, definiremos el espacio entre líneas en coordenadas de ejes.

n_lines = len(mathtext_demos)
line_axesfrac = 1 / n_lines

Graficar la fórmula de demostración del encabezado

En este paso, graficaremos la fórmula de demostración del encabezado.

full_demo = mathtext_demos['Header demo']
ax.annotate(full_demo,
            xy=(0.5, 1. - 0.59 * line_axesfrac),
            color='tab:orange', ha='center', fontsize=20)

Graficar las fórmulas de demostración de características

En este paso, graficaremos las fórmulas de demostración de características.

for i_line, (title, demo) in enumerate(mathtext_demos.items()):
    if i_line == 0:
        continue

    baseline = 1 - i_line * line_axesfrac
    baseline_next = baseline - line_axesfrac
    fill_color = ['white', 'tab:blue'][i_line % 2]
    ax.axhspan(baseline, baseline_next, color=fill_color, alpha=0.2)
    ax.annotate(f'{title}:',
                xy=(0.06, baseline - 0.3 * line_axesfrac),
                color=mpl_grey_rgb, weight='bold')
    ax.annotate(demo,
                xy=(0.04, baseline - 0.75 * line_axesfrac),
                color=mpl_grey_rgb, fontsize=16)

Mostrar la figura

En este paso, mostraremos la figura.

plt.show()

Resumen

Esta práctica ha demostrado cómo crear una figura que muestre las características seleccionadas del motor de representación matemática de Matplotlib. La figura ha demostrado cómo escribir expresiones matemáticas con ejemplos de subíndices, superíndices, fracciones, binomios, números apilados, radicales, fuentes, acentos, griego, hebreo, delimitadores, funciones y símbolos.