Wie finde ich den Schnittpunkt einer Kurve mit y==0 mithilfe der linearen Interpolation in Python?

Ermitteln des Schnittpunkts einer Kurve mit y==0 mithilfe der linearen Interpolation

In Python können wir ein Diagramm aus in gespeicherten Daten erstellen Arrays mithilfe der Matplotlib-Bibliothek. Es kann jedoch eine Herausforderung sein, den genauen y-Achsenwert des Schnittpunkts einer Kurve mit y==0 zu ermitteln.

Um dieses Problem zu beheben, können wir eine lineare Interpolation verwenden, um den Schnittpunkt wie folgt anzunähern:

1. Definieren Sie das Problem: Bei gegebenen Arrays mit Datenpunkten „Gradient(temperature_data)“ und „vertikal_data“ müssen wir den Wert auf der y-Achse bestimmen, wo die Kurve y==0 schneidet.

2. Implementieren Sie die Lösung:Wir können die Wurzeln oder Nullstellen des Datenarrays mithilfe linearer Interpolation finden:

   <code class="python">import numpy as np
   
   def find_roots(x, y):
       s = np.abs(np.diff(np.sign(y))).astype(bool)
       return x[:-1][s] + np.diff(x)[s]/(np.abs(y[1:][s]/y[:-1][s])+1)</code>

3. Anwenden die Lösung:

   <code class="python">z = find_roots(gradient(temperature_data), vertical_data)</code>

4. Ergebnisse grafisch darstellen: Um den Schnittpunkt zu visualisieren, können wir die Datenpunkte grafisch darstellen und den Nulldurchgang mit a markieren marker:

   <code class="python">import matplotlib.pyplot as plt
   
   plt.plot(gradient(temperature_data), vertical_data)
   plt.plot(z, np.zeros(len(z)), marker="o", ls="", ms=4)
   
   plt.show()</code>

Diese Methode liefert eine Näherung des genauen Schnittpunkts zwischen der Kurve und y==0.

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