数值计算-利用Python程序绘制的函数图像-精品课程

32位： pip install numpy-1.17.2-cp36-cp36m-win32.whl pip install matplotlib-3.1.1-cp36-cp36m-win32.whl 64位： pip install numpy-1.17.2-cp36-cp36m-win_amd64.whl pip install matplotlib-3.1.1-cp36-cp36m-win_amd64.whl
a，b，c的值由键盘输入
※活动1 ： 用WPS表格绘制正弦曲线
利用WPS绘制的函数图像
一组：利用课本上间隔30的数据， 一组：利用间隔1度的数据，绘制正弦函数图像。
学生自主探究、发现问题： 数据点越多，绘制的正弦函数图像越精细，圆滑。
完成项目报告书任务1： 用WPS绘制y=3x2-2x-1的图像
用Python编写绘制y=3x2-2x-1的图像
的程序。
23%
import numpy as np #加载numpy模块并取名为np
import matplotlib.pyplot as plt #加载matplotlib.pyplot并取名为
plt
x=np.arange(-4,4,0.01) #x在-4到4之间，每隔0.01取一个点
20 2 0
《数值计算》
—美丽的图形绘出来
说课 内容
教材分析 学情分析 教学目标 教学过程
01
本节围绕“与数学公式面对面”项目展开， 探讨在中学数学领域中常见的数学公式与程序 设计的有趣结合，本项目包含“绘制数学函数 曲线”“求解斐波那契数列”两个任务，设计 为两节课，每节课完成一个任务，任务一重在 将数学函数与计算机模拟相融和，突出计算机 在问题解决过程中的地位和作用。任务二重在 介绍数值计算中最常用的计算方法——迭代法 及使用。
numpy还支持处理大型矩阵、矢量运算、线性 代数等功能。
参考上述代码，让我们一起来完善以下Python程序， 尝试绘出“sin(x)” “sin(-x)”和“sin(2x)/2”的图像。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt x=np.arange(0,2*np.pi,0.01) y1=np.sin(x) y2=np.sin(-x) y3=np.sin(2*x)/2
情境导入法：
展示正弦函数图像，让学生思考：用什么软件，是如 何绘制出此图像的？
展示本节课项目报告书：
与数学公式面对面
了解计算机进行数值计算的基本流程和方法 环节1：学会编写绘制y=ax2+bx+c图像的程序 1、用WPS绘制y=3x2-2x-1的图像 2 、Python编写绘制y=3x2-2x-1的图像的程序 3、用Python编写绘制y=ax2+bx+c图像的程序，
1、访问网址下载对应的文件 （和你的windows系统及Python版本都要对应） (1)从https://pypi.python.org/pypi/matplotlib/ (2)从https://pypi.python.org/pypi/numpy/
2、把这些文件直接复制到你的Python路径下的Scripts文件夹中 例如C:\Users\owner\AppData\Local\Programs\Python\Python36\Scripts文件夹中； 3、在文件夹中按shift键的同时单击鼠标右键，选择“在此处打开命令窗口”弹出cmd窗口 复制下列代码回车运行：
第二部分 教材
教学重难点：
3
教学重点：了解在生活和学习中利用计算机解决 数值类问题时的常用方法，能够利用numpy和 matplotlib两个模块绘制函数图像。
教学难点：编写绘制函数图像的程序。
04
以编写绘制y=ax2+bx+c函数曲线图像的程序
为主线索，从用WPS绘制正弦函数，Python绘制 正弦函数、Python绘制一元二次方程逐步深入， 直至完成编写y=ax2+bx+c函数曲线图像的程序完成 本节课的教学。
plt.plot(x,y1) plt.plot(x,y2) plt.plot(x,y3)
plt.title(‘sin(x)’) plt.xlabel(‘X’) plt.ylabel(‘Y’) plt.show( )
#加载numpy模块并取别名为np #加载matplotlib.pyplot并取别名为plt #列表x在0到2π之间，毎隔0.01取一个点 #求sin(x)对应的列表y1的值 #求sin(-x)对立的列表y2的值 #求sin(2x)/2对应的列表y3的值 #绘制sin(x)的图像 #绘制sin(-x)的图像 #绘制sin(2x)/ 2的图像 #设置图像标题 #设置X轴标题 #设置Y轴标题 #将绘制的函数图像窗口显示出来
※活动2 ：利用Python绘制正弦曲线
借助计算机程序描点，可以达到速度快且精确度高的效果。 下面我们尝试利用Python编写程序绘制正弦曲线。
本节课的教学重点、难点
在Python中，绘制函数图像一般要用到numpy和matplotlib两 个模块，这两个模块需要另外安装。
Python外置库安装方法:
02
通过前三章的学习，学生已经初步掌 握了Python编程的方法，如基本的输入输 出语句、选择结构和循环结构的实现，能 修改仿造ຫໍສະໝຸດ Baidu有的代码，具备一定的编写程 序代码和尝试解决问题的能力，通过学习 能够顺利完成本节课的学习任务。
03
1、通过绘制函数图像，了解计算机 中描点绘制图像的基本原理，掌握 Python绘制图像的编程方法。 2、培养学生利用程序设计解决实际 问题的基本能力( 计算思维)。 3、让学生理解Python在程序设计中 的优势，消除学生的畏难情绪,激发 学习的热情。
利用Python程序绘制的函数图像
把学生分成6个小组，结合数学知识在基本函数的基础上， 每两个小组研究一个变形函数的的编程，看哪个小组完成的又快 又好。
1、改变振幅 Asin(x)
2、改变周期 sin(ωx)
3、图像平移 sin(x+Φ)
4、综合图像 Asin(ωx+Φ)
拓展延伸： 完成项目报告书任务2：