Введение
В этом практическом занятии вы научитесь создавать рисунок, демонстрирующий выбранные возможности математического рендеринга в Matplotlib. На рисунке будут показаны примеры записи математических выражений с использованием индексов, показателей, дробей, биномов, накопленных чисел, корней, шрифтов, ударений, греческих и ивритовых букв, разделителей, функций и символов.
Советы по работе с ВМ
После запуска виртуальной машины щелкните в левом верхнем углу, чтобы переключиться на вкладку Ноутбук и приступить к работе с Jupyter Notebook.
Иногда может потребоваться подождать несколько секунд, пока Jupyter Notebook полностью загрузится. Проверка операций не может быть автоматизирована из-за ограничений Jupyter Notebook.
Если вы столкнетесь с проблемами во время обучения, не стесняйтесь обращаться к Labby. Оставьте отзыв после занятия, и мы оперативно решим проблему для вас.
Импортировать библиотеки
В этом шаге мы импортируем необходимые библиотеки для этого практического занятия.
import matplotlib.pyplot as plt
Настроить демо-примеры
В этом шаге мы настроим демо-примеры математических выражений, которые мы будем демонстрировать на рисунке.
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"$\coprod,\ \int,\ \oint,\ \prod,\ \sum,\ "
r"\log,\ \sin,\ \approx,\ \oplus,\ \star,\ \varpropto,\ "
r"\infty,\ \partial,\ \Re,\ \leftrightsquigarrow, \ \ldots$",
}
Создать рисунок и ось
В этом шаге мы создадим рисунок и ось для примеров математических выражений.
## 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([])
Определить интервал между строками
В этом шаге мы определим интервал между строками в координатах осей.
n_lines = len(mathtext_demos)
line_axesfrac = 1 / n_lines
Построить формулу демонстрации заголовка
В этом шаге мы построим формулу демонстрации заголовка.
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)
Построить формулы демонстрации функций
В этом шаге мы построим формулы демонстрации функций.
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)
Показать рисунок
В этом шаге мы покажем рисунок.
plt.show()
Резюме
В этом практическом занятии показано, как создать рисунок, демонстрирующий выбранные функции математического рендеринга Matplotlib. На рисунке показано, как писать математические выражения с примерами нижних индексов, верхних индексов, дробей, биномов, накапливающихся чисел, корней, шрифтов, ударений, греческих, ивритских букв, разделителей, функций и символов.