Python 일차함수 및 그래프

Jayce_97·2023년 5월 12일

python 기초수학

Python 기초수학

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오늘은 파이썬으로 일차함수를 다루는 법에 대해 배워보도록 하겠습니다.

방정식이란

미지수가 포함된 식에서 그 미지수에 특정한 값을 주었을 때만 성립하는 등식입니다.

일차함수

일차함수는 다항함수의 일종으로 최고 차수가 1이하인 다항 함수를 뜻합니다.
그래프로 표현할 때 직선인 함수들입니다.

배열만들기(zip)

input

a=[1,2,3,4,5]
b=['a','b']
c=['딸기','복숭아','참외']
list(zip(a,b,c))

output

[(1, 'a', '딸기'), (2, 'b', '복숭아')]

zip함수를 이용하여 각 배열에 같은 인덱스 값들을 모을 수 있습니다.

배열만들기응용

input

def my_zip(a,b):
    if len(a)!=len(b):
        print('두 입력값의 길이가 다릅니다.')
    else:
        n=len(a) # 자료수
        c=[]
        for i in range(n):
            c.append((a[i],b[i])) # 리스트에 튜플 추가 
        return c 
a=[1,2,3]
b=['a','b','c']
my_zip(a,b)

output

[(1, 'a'), (2, 'b'), (3, 'c')]

그래프 출력하기

input

import matplotlib.pyplot as plt 
x=1 
y=2 
plt.scatter(x,y) # 산점도, 좌표에 점을 출력 
plt.show()

output

matplotlib 모듈을 이용하면 그래프를 그릴 수 있습니다.
python3 의 기준으로 pip3 install matplotlib 를 cmd에 입력하면 설치가 가능합니다
python3 이하는 pip install matplotlib 입니다.

여러개 점 출력하기

input

x=[1,2,3,4,5] 
y=[2,4,6,8,10] 
plt.scatter(x,y) # 여러개의 점(point)들이 출력됨 
plt.show()

output

scatter함수를 이용하여 한 번에 여러점도 입출력 가능합니다.

투명도 조절

input

x=[1,2,3,4,5] 
y=[2,4,6,8,10] 
plt.scatter(x,y,s=100,c='r',alpha=0.5) # size, color, alpha 투명도
# 0.0 투명 ~ 1.0 불투명
plt.show()

output

scatter(사이즈, 색상, 투명도)로 여러가지 설정 또한 가능합니다..

선 그리기

input

x=[1,2,3,4,5] 
y=[2,4,6,8,10] 
plt.scatter(x,y)
plt.plot(x,y) # line
plt.show()

output

선 두께조절

input

x=[1,2,3,4,5] 
y=[2,4,6,8,10] 
plt.plot(x,y,linewidth=4,alpha=0.5) # 선두께
plt.show()

output

plot 함수를 사용하여 (변수,변수,두께,투명도)조절이 가능합니다.

그리드 표시

input

x=[1,2,3,4,5] 
y=[2,4,6,8,10] 
# 산점도와 선그래프 같이 출력 
plt.scatter(x,y,c='g',s=100)
plt.plot(x,y,c='g',alpha=0.5)
plt.grid() # 그리드 표시 
plt.show()

output

그래프의 배경에 선 또한 표시 가능합니다.

그래프 활용

input

x=[1,2,3,4,5] 
y=[2,4,6,8,10] 
plt.scatter(x,y,c='g',s=100,label='dot graph')
plt.plot(x,y,c='g',alpha=0.5,label='line graph')
plt.legend(fontsize=20,loc=2)  #loc 범례의 위치
plt.title('y=2x',fontsize=30) #그래프의 타이틀
plt.xlabel('sun light',c='y',fontsize=19)  #x축 레이블
plt.ylabel('apple sweet',c='m',fontsize=30) #y축 레이블
plt.axvline(x=5,c='r',lw=10) # ax 축 vline 수직선, lw : linewidth
plt.axhline(y=2,c='b') # hline 수평선
plt.show()

output

mataplotlib 묘듈에는 여러가지 함수가 있으므로 각각 어떤 기능을 하는지 알면 원하는 형태의 그래프를 출력할 수 있습니다.

다중 일차함수 그래프 출력

input

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
x=np.arange(-10,10,1)
plt.figure(figsize=(5,10)) #그래프의 사이즈 
for i in [0.5, 0, 2, 8]: #기울기
    plt.plot(x, i*x, label=f'y={i}x')

plt.xticks(np.arange(min(x), max(x)+1, 1))    #x축의 눈금 범위
plt.grid()
plt.legend(fontsize=14,loc=8)
plt.show()