TikZ неправильно рисует функцию. - Как сделать код лучше?

Question

У нас есть этот код TikZ, и было сказано, что он дает другой результат, чем geogebra (https://artofproblemsolving.com/community/c68h3228155_need_help_with_tikz):

\begin{tikzpicture}[scale=.5]
\draw[->] (-3,0)--(5,0) node[below]{$x$};
\draw[->] (0,-7)--(0,3) node[left]{$y$};
\draw[thick, domain=-1.5:2] plot(\x, {2.8*\x^4+4.77*\x^3-5.47*\x^2-7.61*\x});
\end{tikzpicture}

Также асимптота дает другой результат, как и TikZ, см. пост №2 по ссылке выше.

Что можно улучшить в TikZ?

Answer 1

Проблема в расширении/приоритетности -при расширении\x . Вы можете использоватьРешение @Skillmonили добавьте скобки:

\documentclass[border=3.14,tikz]{standalone}

\begin{document}

\begin{tikzpicture}[scale=.5]
\draw[->] (-3,0)--(5,0) node[below]{$x$};
\draw[->] (0,-7)--(0,3) node[left]{$y$};
\draw[thick, red, domain=-1.5:2] plot(\x, {2.8*(\x)^4+4.77*(\x)^3-5.47*(\x)^2-7.61*(\x)});
\draw[thick, dotted, domain=-1.5:2] plot(\x, {2.8*\x*\x*\x*\x+4.77*\x*\x*\x-5.47*\x*\x-7.61*\x});
\end{tikzpicture}

\end{document}

Проблема приоритета знаков станет еще более очевидной, если сделать следующее:

\documentclass[border=3.14,tikz]{standalone}

\begin{document}

\begin{tikzpicture}[scale=.5]
\draw[->] (-3,0)--(5,0) node[below]{$x$};
\draw[->] (0,-7)--(0,3) node[left]{$y$};
\draw[thick, red, domain=-1.5:2] plot(\x, {\x^2});
\draw[thick, dotted, domain=-1.5:2] plot(\x, {(\x)^2});
\end{tikzpicture}

\end{document}

Похоже, что когда, скажем, \x^2расширяется и значение отрицательное, скажем, -2, вы получаете -2^2, что интерпретируется как -4.

Answer 2

ТикУ Z есть проблемы с функцией экспоненты, используйте \x*\x*\x*\xвместо \x^4и т. д.:

\documentclass[border=3.14,tikz]{standalone}

\begin{document}

\begin{tikzpicture}[scale=.5]
\draw[->] (-3,0)--(5,0) node[below]{$x$};
\draw[->] (0,-7)--(0,3) node[left]{$y$};
\draw[thick, domain=-1.5:2] plot(\x, {2.8*\x*\x*\x*\x+4.77*\x*\x*\x-5.47*\x*\x-7.61*\x});
\end{tikzpicture}

\end{document}

Чтобы еще больше улучшить это: уменьшите domain(ваша функция, вычисленная при x=2, равна 45,86), увеличьте samplesи, возможно, используйте smooth.

\documentclass[border=3.14,tikz]{standalone}

\begin{document}

\begin{tikzpicture}[scale=.5]
\draw[->] (-3,0)--(5,0) node[below]{$x$};
\draw[->] (0,-7)--(0,3) node[left]{$y$};
\draw[thin, red, domain=-1.5:1.5, samples=101, smooth] plot(\x, {2.8*\x*\x*\x*\x+4.77*\x*\x*\x-5.47*\x*\x-7.61*\x});
\end{tikzpicture}

\end{document}

Если у вас все еще есть числовые проблемы с вашей функцией (не в случае с этой функцией, но это может случиться), вы можете использовать пакет pgfmath-xfp. Он немного замедляет ваши графики, но использование функций, определенных с его помощью, дает гораздо лучшее разрешение:

\documentclass[border=3.14,tikz]{standalone}

\usepackage{pgfmath-xfp}

\begin{document}

\begin{tikzpicture}[scale=.5]
\draw[->] (-3,0)--(5,0) node[below]{$x$};
\draw[->] (0,-7)--(0,3) node[left]{$y$};
\draw[red, domain=-1.5:1.5, samples=101, smooth] plot(\x, {2.8*\x*\x*\x*\x+4.77*\x*\x*\x-5.47*\x*\x-7.61*\x});
\pgfmxfpdeclarefunction{myfunction}{1}
  {2.8*(#1)^4+4.77*(#1)^3-5.47*(#1)^2-7.61*(#1)}
\draw[very thin, blue, domain=-1.5:1.5, samples=101,smooth] plot(\x, {myfunction(\x)});
\end{tikzpicture}

\end{document}