Mehrere Funktionen im selben Diagramm grafisch darstellen

Question

Ich bin neu bei LaTeX und versuche, einige alte Notizen zu Differentialgleichungen abzutippen. Der einzige Teil, mit dem ich anscheinend Probleme habe, ist das Zeichnen mehrerer Funktionen in einem einzigen Diagramm. Zum Beispiel die Lösungsfamilie von: y=2e^x, y=e^x, y=e^-x, y=2e^-x. Ich habe mit einem Physikprofessor gesprochen und er hat mir empfohlen, TikZ oder pfgplots zu verwenden. Gibt es ein Programm, das Sie einem anderen vorziehen würden?

Answer 1

Mit pgfplots. \begin{axis}[options]...\addplot \end{axis}ist erforderlich.

Code

\documentclass{article}
\usepackage{pgfplots}
\usetikzlibrary{positioning}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[domain=-4:4, samples=100,grid=major,
    restrict y to domain=0:4,xlabel=$x$,ylabel=$y(x)$, legend pos=north west]
\addplot [color=red]    {2*exp(x)};
\addplot [color=green]  {exp(x)};
\addplot [color=purple] {exp(-x)}; 
\addplot [color=blue]   {2*exp(-x)};

\legend{$2e^x$, $e^x$, $e^{-x}$, $2e^{-x}$}
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{document}

Answer 2

Mit PSTricks. Kompilieren Sie es mit latex-dvips-ps2pdfder richtigen Reihenfolge.

\documentclass[pstricks,border=12pt,12pt]{standalone}
\usepackage{pst-plot}
\psset
{
    algebraic,
    plotpoints=1000,
    yunit=.5,
}

\begin{document}
\begin{pspicture}(-5,-1)(6,24)
    \psaxes[linecolor=gray,ticksize=4pt 0,Dy=2]{->}(0,0)(-5,-1)(5.5,23.5)[$x$,0][$y$,90]
    \psset{yMaxValue=22,linewidth=2pt}
    \foreach \y/\c/\i/\f in 
    {
        2*Euler^x/red/2/2e^x,
        Euler^x/green/4/e^x,
        Euler^(-x)/blue/6/e^{-x},
        2*Euler^(-x)/magenta/8/2e^{-x}
    }
    {
        \psset{linecolor=\c}
        \psplot{-5}{5}{\y}
        \psline(3,\i)(4,\i)
        \uput[0](4,\i){\textcolor{\c}{\large$y=\f$}}
    }% important percent sign
\end{pspicture}
\end{document}

Wichtige Notizen

Auch wenn PSTricks nicht pdflatexdirekt damit arbeiten kann, stört uns das nicht wirklich, da die agilen Benutzer (die das Best-Practice-Paradigma „Separation of Concern“ anwenden) wissen, dass Diagramme vom Textinhalt getrennt werden sollten. Das bedeutet, dass jedes Diagramm in eine separate, eigenständige, aber kompilierbare Eingabedatei eingefügt werden sollte. Für PSTricks muss die Eingabedatei dieses Diagramms sequenziell kompiliert werden latex-dvips-ps2pdf. Das Ergebnis ist ein Diagramm im PDF-Format, das pdflatexzum Kompilieren der Haupteingabedatei (d. h. der Eingabedatei, die das Textdokument enthält) verwendet werden kann. Ist das sinnvoll?

Answer 3

Mit TikZ:

\documentclass[border=1cm]{standalone}

\usepackage{tikz}

\begin{document}

\tikz[yscale=0.5]{
\draw [help lines,xstep=0.5cm] (0,0) grid (3,15);
\draw [red,thick,->] (0,0) plot [domain=0:2] (\x,2*e^\x);
\draw [blue,thick,->] (0,0) plot [domain=0:2.7] (\x,e^\x);
\draw [->] (0,0) -- (3.5,0) ;
\draw [->] (0,0) -- (0,15.5) ;
\node [fill,red] at (4,7.5) {};
\node at (4.85,7.5) {$y=2e^x$};
\node [fill,blue] at (4,6.5) {};
\node at (4.75,6.5) {$y=e^x$};
\foreach \x in {0,...,15}{\node [left] at (0,\x) {\tiny \x};}
\foreach \y in {0,0.5,...,3}{\node [below] at (\y,0) {\tiny \y};}
}

\end{document}