Plots mit Latex rendern

Question

Ich war neugierig, wie ich ein Bild wie das hier eingefügte rendern könnte.

Ich entschuldige mich, wenn das eine Anfängerfrage ist, aber ich habe ziemlich viel Zeit damit verbracht, zu versuchen, so etwas mit Tikz nachzuahmen.

Answer 1

Damit möchten wir Ihnen einen ersten Überblick verschaffen. Die xPositionen der Intervallgrenzen werden in einer Liste gespeichert.

\documentclass[tikz,border=3mm]{standalone} 
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[declare function={f(\x)=0.4+0.2*sin(\x*120)+0.05*\x;}]
 \def\mylist{0,3,4.5,5.75,7.5}
 \draw[dashed]foreach \X in \mylist { (\X,-0.2) -- (\X,2)};
 \draw plot[domain={{\mylist}[0]}:{{\mylist}[1]},smooth] 
    (\x,{f(\x)});
 \draw plot[domain={{\mylist}[1]}:{{\mylist}[2]},smooth] 
    (\x,{0.7-1/(\x-{\mylist}[3])});
 \draw plot[domain={{\mylist}[2]}:{{\mylist}[3]},smooth] 
    (\x,{0.6*(\x-{\mylist}[2])+0.6});
 \draw plot[domain={{\mylist}[3]}:{{\mylist}[4]},smooth] 
    (\x,{-0.2*pow(\x-({\mylist}[3]+{\mylist}[4])/2,2)+0.5});
 \draw plot[domain={{\mylist}[0]-1}:{{\mylist}[0]},smooth] 
    (\x,{-0.2*pow(\x-(2*{\mylist}[0]-1)/2,2)+1});
 \draw ({min(\mylist)-2},0) -- ({max(\mylist)+1},0);
 \draw[red,stealth-] ({{\mylist}[0]},{f({\mylist}[0])}) -- ++ (-1,0.25)
  node[left]{$v^+_{j-\frac{1}{2}}$};
 \draw[red,stealth-] ({{\mylist}[1]},{f({\mylist}[1])}) -- ++ (-1,1)
  node[above left]{$v^-_{j+\frac{1}{2}}$};
 \path ({{\mylist}[0]},-0.2) node[below]{$x_{j-\frac{1}{2}}$}
    ({{\mylist}[1]},-0.2) node[below]{$x_{j+\frac{1}{2}}$};
\end{tikzpicture}
\end{document}