如何在 Python 中使用线性插值求 y==0 曲线的交点？

使用线性插值查找曲线与 y==0 的交点

在 Python 中，我们可以根据存储在中的数据创建绘图使用 matplotlib 库的数组。然而，获得曲线与 y==0 交点的精确 y 轴值可能具有挑战性。

为了解决这个问题，我们可以采用线性插值来近似交点，如下所示：

1. 定义问题：给定包含数据点梯度（温度数据）和垂直数据的数组，我们需要确定曲线与 y==0 相交的 y 轴上的值。

2. 实现解决方案：我们可以使用线性插值找到数据数组的根或零点：

   <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. 应用解决方案：

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

4. 绘制结果：为了可视化交点，我们可以绘制数据点并用标记：

   <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>

此方法提供曲线与 y==0 之间的精确交点的近似值。

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