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import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

设置x的范围：0到10，取500个点使曲线平滑

x = np.linspace(0, 10, 500)

计算三个函数值

y1 = x ** 2 # y1 = x²
y2 = np.cos(2 * x) # y2 = cos(2x)
y3 = y1 * y2 # y3 = x² * cos(2x)

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(1) 在同一坐标系下绘制三条曲线

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plt.figure(figsize=(12, 6)) # 创建图形窗口，设置尺寸

绘制y1 = x²：红色实线

plt.plot(x, y1, 'r-', linewidth=2, label=r'$y1 = x^2$')

绘制y2 = cos(2x)：蓝色虚线

plt.plot(x, y2, 'b--', linewidth=2, label=r'$y2 = \cos(2x)$')

绘制y3 = x² * cos(2x)：绿色点划线

plt.plot(x, y3, 'g-.', linewidth=2, label=r'$y3 = x^2 \cdot \cos(2x)$')

添加图例、标题和坐标轴标签

plt.legend(loc='upper right', fontsize=12)
plt.title('Three Functions in One Coordinate System', fontsize=14)
plt.xlabel('x', fontsize=12)
plt.ylabel('y', fontsize=12)
plt.grid(True, linestyle='--', alpha=0.7) # 添加网格线

设置坐标轴范围

plt.xlim(0, 10)
plt.ylim(-100, 110)

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(2) 以子图形式绘制三条曲线

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plt.figure(figsize=(14, 8)) # 创建新的图形窗口

子图1：y1 = x²

plt.subplot(3, 1, 1) # 3行1列，第1个子图
plt.plot(x, y1, 'r-', linewidth=2)
plt.title(r'$y1 = x^2$', fontsize=12)
plt.ylabel('y1', fontsize=10)
plt.grid(True, linestyle='--', alpha=0.5)
plt.xlim(0, 10)
plt.ylim(0, 110)

子图2：y2 = cos(2x)

plt.subplot(3, 1, 2) # 3行1列，第2个子图
plt.plot(x, y2, 'b--', linewidth=2)
plt.title(r'$y2 = \cos(2x)$', fontsize=12)
plt.ylabel('y2', fontsize=10)
plt.grid(True, linestyle='--', alpha=0.5)
plt.xlim(0, 10)
plt.ylim(-1.2, 1.2)

子图3：y3 = x² * cos(2x)

plt.subplot(3, 1, 3) # 3行1列，第3个子图
plt.plot(x, y3, 'g-.', linewidth=2)
plt.title(r'$y3 = x^2 \cdot \cos(2x)$', fontsize=12)
plt.xlabel('x', fontsize=10)
plt.ylabel('y3', fontsize=10)
plt.grid(True, linestyle='--', alpha=0.5)
plt.xlim(0, 10)
plt.ylim(-100, 110)

调整子图间距

plt.tight_layout()

显示图形

plt.show()