Plot

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Das Plot-Plugin dient zum Zeichnen von beliebigen Funktionsgraphen:

Parameter-String

  • Der Parameter-String enthält alle Funktionen die geplottet werden sollen und Parameter, welche für alle Diagramme definiert werden sollen.
  • Funktionen und Parameter sind durch Strichpunkt getrennt.
  • Konfigurationsparameter können im Parameter-String oder im PIG-Tag angegeben werden

normaler Funktionsplot (function)

Der Parameter function muss nicht angegeben werden, da er die Standardeinstellung für Plot ist.

mögliche Funktionsdefinitionen:

Funktion Beschreibung Beispiel Graph
f(x):= {Funktion in x} Funktion in einer Variablen f(x):=x^2
f(t):=[{Funktion x(t)},{Funktion y(t)}] parametrische Funktion f(t):=[2*sin(t),2*cos(t)];t:0,2pi
f(x,y):=[[{x1},{y1}],[{x2},{y2}],...] Linienzug aus Stützpunkten f(x,y):=[[0,0],[1,1],[2,0]]
f(x,y):=[{x},{y}] Punkt f(x,y):=[3,4]
f(x,y):= {boolsche Funktion in x und y} implizit deklarierte Funktion muss auf der rechten Seite ein boolsches Ergebnis haben! f(x,y):=x*y<3
f(x,y):={Zeichenelement}({Koordinaten durch Komma getrennt},{parameter}={wert}) oder
{Zeichenelement}({Koordinaten durch Komma getrennt},{parameter}={wert})
Zeichnet vordefiniert graphische Funktionen wie Linen,Punkte,Kreise,etc. f(x,y):=line(1,3,5,-3,color=red,points,text=abc) oder
line(1,3,5,-3,color=red,points,text=abc)

Füllungen zwischen Graphen

Füllbereiche können zwischen zwei Funktionen eingefügt werden.

Syntax:

Füllungsdefinition Beschreibung Beispiel Graph
fill:{Funktion1} > {Funktion2} Füllung des Bereichs wo die Funkion1 größer als die Funktion2 ist y(x):=-0.1*x^2+7;y(x):=0.2*x+1;fill:ch1>ch2,color=green :
fill:{Funktion1} < {Funktion2} Füllung des Bereichs wo die Funkion1 kleine als die Funktion2 ist y(x):=-0.1*x^2+7;y(x):=0.2*x+1;fill:ch1<ch2,color=green :
fill:{Funktion1} - {Funktion2} Füllung des Bereichs zwischen Funkion1 und Funktion2 y(x):=-0.1*x^2+7;y(x):=0.2*x+1;fill:ch1-ch2,color=green :
  • Als Funktionsnamen kann der Name der Funktion, oder die Nummer der Funktion (ch1, ch2,...) verwendet werden
  • Nach der Funktionsdefinition kann durch Beistrich getrennt die Füllung konfiguriert werden.
Parameter Beschreibung Beispiel
color={Farbe} Farbe der Füllung setzen color=blue
size Linienstärke der Füllungsumrandung size=5
fill Füllstärke (mit der Farbe der Linienfarbe) einer Füllung von der Graphenlinie bis zur Nulllinie 0..keine Füllung (Standard) 1..deckend gefüllt fill=0.3

gespiegelter Funktionsplot (functiony)

X und Y-Achse werden vertauscht!

Beispiel:

f(x):=x^2;x:-3,3;y:-3,3;f:size=5;functiony

Bodediagramm (bode, bodeabs, bodearg)

Funktion Beschreibung Beispiel Graph
G(s):= {Funktion in s} Laplace-transformierte G(s):=1/(1+s);bode;s:0.01,100;abs:-60,20,size=4 :
G(s):= {Funktion in s} Laplace-transformierte mit Frequenz f G(s):=1/(1+s);bode;f:0.01,100;abs:-60,20,size=4
G(w):= {Funktion in w} Fouriertransformierte mit Kreisfrequenz w G(w):=1/(1+j*w);bode;w:0.01,100;abs:-60,20,size=4 :
G(w):= {Funkion in w} Fouriertransformierte mit Frequenz f G(w):=1/(1+j*w);bode;f:0.01,100;abs:-60,20,size=4 :
G(s):= {Funktion in s} Nur Betragsfrequenzgang G(s):=1/(1+0.01*s);bodeabs :
G(s):= {Funktion in s} Nur Betragsfrequenzgang G(s):=1/(1+0.01*s);bodearg :

Konfiguration von Achsen und Funktionen

Alle Konfigurationen zu Achsen und Funktionen beginnen mit dem Namen der Achse oder Funktion (Bsp: i(t) dann muss i:color=red --> setzt die Farbe auf rot) gefolgt von einem Doppelpunkt und der durch Beistrich getrennten Parameterliste.

Name:par1=wert1,par2=wert2,switch1,switch2

Name

Name Beschreibung Beispiel Name
Variable Eine Variable, welche als Parameter einer Funktion auf einer Achse aufgetragen ist f(x):=x^2+2*x x
Funktion Eine Funktion, welche auf einer Achse aufgetragen ist f(x):=x^2+2*x f
Absolutbetrag Der Absolutbetrag einer komplexen Funktion G(s):=1/(1+s);bode abs
Argument Das Argument einer komplexen Funktion G(s):=1/(1+s);bode arg

Parameter

Wenn die ersten zwei Parameter aus Variablen und Datensätzen numerisch berechenbar sind, werden sie als Grenzen der Achsen verwendet.

Weitere Parameter:

Parameter Beschreibung Beispiel
color Farbe des Graphen color=red
size Linienstärke size=5
style Linienart setzen mit einem Definitionsstring der die Elemente Punkt,Minus,Unterstrich,Leerzeichen für die Definition der Linienart enthält style=".-"
pointstyle Punktstyle mit einem Definitionsstring für Start,Zwischen und Endpunkt durch Minus getrennt. pointstyle=".-x->"
fill Füllstärke (mit der Farbe der Linienfarbe) einer Füllung von der Graphenlinie bis zur Nulllinie 0..keine Füllung (Standard) 1..deckend gefüllt fill=0.3
name Beschriftungstext der Legende name=abc
tex Beschriftungstext der Legende als LaTeX Formel tex=\alpha
eh Einheit die bei einem parametrischen Plot angezeigt werden soll f(x,y):=[[1,2],[3,4]];y:0,3,eh=V
grid fixiert das Achsraster auf den angegebenen Wert f(x):=x^2-3;x:-4,4,grid=1
griddiv setzt die Anzahl der Teilungen zwischen zwei Grid-Werte einer Achse f(x):=x^2-3;x:-4,4,griddiv=2

Schalter

Schalter haben keinen Wert, sondern werden nur aktiv wenn sie angegeben werden.

Schalter Beschreibung
fill Setzt die Füllstärke auf 0.3 wie wenn fill=0.3 gesetzt ist
name= löscht die Legendenbeschriftung
1000 setzt die Anzahl der berechneten Werte auf 1000
log Ändert die Skala der Achse auf eine logarithmische Skala
dB Ändert die Skala der Achse auf eine dB-Skala

Beispiele

x:-4,5,color=red,size=4
arg:color=blue

allgemeine Parameter

Parameter Beschreibung Beispiel
all=off Schaltet alle Achsen und Gitter ab.
mögliche Modi sind: x,y,on,off
g(x):x+4;g;y:-10,10;all=off
grid=[mode] Setzt die Darstellungsart des Hauptgitters!
mögliche Modi sind: x,y,all,off
g(x):x+4;g;y:-10,10;grid=off
helpgrid=[mode] Setzt die Darstellungsart des Hilfsgitters!
mögliche Modi sind: x,y,all,off
axis=[mode] Setzt die Darstellungsart der Achsen
mögliche Modi sind: x,y,all,off
legend=[mode] Setzt die Darstellungsart der Achsenbeschriftung
mögliche Modi sind: x,y,all,off
numbers=[mode] Setzt die Darstellungsart der Zahlen bei den Achsen
mögliche Modi sind: x,y,all,off
cursor=[mode] Darstellungsart des Cursors] bei der Eingabe.
mögliche Modi sind: cnum(Standard),off,on,pixel,numbers,carg,,point,pnum,parg,all,hline,hnum,vline,vnum
input=[mode] Setzt die Art der Eingabe für die Mausbedienung des Plugins.
mögliche Modi sind: off, measure, point, line, hline, vline, toline(x,y), lines, arrow, points, polyline, polygon, function, mc(), mcxy()
inputcounter=[anzahl] Definiert die Anzahl der Punkte, die ein Schüler bei der Eingabe mindestens setzen muss. Ist nur aktiv wenn die Lösung als Funktion oder Gleichung angegeben wurde.
bgcolor=[farbe] Setzt die Hintergrundfarbe bgcolor=lightgray
gridcolor=[farbe] Setzt die Farbe des Hauptgitters gridcolor=black
helpgridcolor=[farbe] Setzt die Farbe des Hilfsgitters helpgridcolor=black
legendcolor=[farbe] Setzt die Farbe der Achslegende legendcolor=black
numbercolor=[farbe] Setzt die Farbe des Zahlenbeschriftungen numbercolor=black
axiscolor=[farbe] Setzt die Farbe der Achsen axiscolor=black
w[breite][Auflösung] Breite und Auflösung des Bildes setzen. w80, w80h, wh, wl, ws, w70h, w90s, w50l, w30H, w70L, w100S, w30-300, w40-800x600
size=[Auflösung] Setzt die Bildgröße in Pixel. Siehe Auflösung size=800, size=800x600
ae
achseinheit
Einheit bei den Achslegenden
showparams=off Schaltet die Anzeige der Parameterwerte einer Parameterfunktion aus (on/off) f(t):[cos(t),sin(t)];showparams=off
htext=[text] Zeigt den angegebenen Text als Achs-Legende auf der horizontalen Achse an htext=U1
vtext=[text] Zeigt den angegebenen Text als Achs-Legende auf der vertikalen Achse an vtext=U1
htex=[text] Zeigt den angegebenen Text als Achs-Legende auf der horizontalen Achse mit LaTeX Formelsatz an htex=\alpha
vtex=[text] Zeigt den angegebenen Text als Achs-Legende auf der vertikalen Achse mit LaTeX Formelsatz an vtex=\alpha
point(f) Zeichnet die durch Punkte gegebene Funktion nur aus den Stützpunkten f(x,y):[[0,a],[a,b]];point(f)
line(f) Zeichnet die durch Punkte gegebene Funktion als Liniezug (Standard) f(x,y):[[0,a],[a,b]];line(f)
vect(f) Zeichnet die durch Punkte gegebene Funktion als Vectorkette f(x,y):[[0,a],[a,b]];vect(f)
ort(f) Zeichnet die durch Punkte gegebene Funktion aus einzelnen Ortsvektoren f(x,y):[[0,a],[a,b]];ort(f)
linepoint(f) Zeichnet die durch Punkte gegebene Funktion als Linienzug mit Stützpunkten f(x,y):[[0,a],[a,b]];linepoint(f)
view=x1,y1,x2,y2 Setzt den sichtbaren Bereich bezüglich des normal quadratischen Zeichenfensters auf das angegebene Rechteck (x1,y1)(x2,y2). Die Angabe von x1,x2,y1,y2 erfolgt mittels Ganzzahlen als Prozentwerte wobei links oben 0,0 und rechts unten 100,100 liegen. Die Standardeinstellung ist somit view=0,0,100,100
Prozentwerte sind größer als 100 und auch negativ möglich!
f(x):=sin(x);x:0,2pi;view=10,0,60,70 :

Ortskurve (ortskurve)

Zeichnet die Frequenzgangsortskurve einer Funktion im Laplacebereich mit dem Laplaceoperator s oder einer Fouriertransformierten mit der Kreisfrequenz w.

Beispiel:

G(s):=1/(1+0.01*s);ortskurve;ReG:-1,1;ImG:-1,1;G:size=4,color=blue

zeichnen in ein vordefiniertes Bild

  • Ein Bild welches in der Bildliste einer Frage existiert kann als Hintergrundbild für eine Zeichnung verwendet werden. Für das Bild IMG0 verwende:
baseimage(0)
  • Die Bildgröße wird direkt als Basis für das Koordinatensystem verwendet
  • Der Koordinatenursprung liegt links oben
  • Die positive x-Achse zeigt nach rechts
  • Die positive y-Achse zeigt nach unten

vordefinierte graphische Funktionen

Für das einfache Zeichnen von beliebigen Elementen sind graphische Grundelemente vordefiniert. Diese Elemente können auch ein einigen anderen Plugins wie Wsr, Gsr, Dsr, Graph, DigiGraph und Elektronik durch Strichpunkt getrennt verwendet werden.

Definition

Definition als Funktion
{name}({parameter1},{parameter2}):={zeichenelement}({parameter},{parameter},{parameter},...)

Wie zum Beispiel:

f(x,y):=line(-3,-4,8,2,textsize=4,textcolor=red,pointcolor=black,"HALLO")
direkte Definition des Zeichenelementes ohne Funktion

Da hier der Funktionsname und die Parameter nicht definiert sind werden als Parameter immer x und y verwendet und der Funktionsname ist gleich wie der Zeichenelementname.

{zeichenelement}({parameter},{parameter},{parameter},...)

Wie zum Beispiel:

line(-3,-4,8,2,textsize=4,textcolor=red,pointcolor=black,"HALLO")
Beschreibung der Parmeter
  • name : Name der Funktion, welche wie eine normale parametrische Funktion verwendet werden kann
  • parameter1 : Name der Funktionsvariablen auf der horizontalen Achse
  • parameter2 : Name der Funktionsvariablen auf der verzikalen Achse
  • zeichenelement: Name des Zeichenelementes wie line,point,vect,etc.
  • parameter : Die Parameter beginnen immer mit den Funktionskoordinaten, welche in Anzahl und Art von dem Zeichenelement abhängig sind. Danach können in beliebiger Reihenfolge Parameter angegeben werden welche die Funktion parametrieren wie etwa textcolor,color,points,fill,etc.

Verwendung im PIG-Tag

Alle voerdefinierten Elemente können auch durch Strichpunkt getrennt im PIG-Tag angegeben werden.

Ein Anführungszeichen " muss bei der Verwendung im PIG-Tag im Definitionsstring mit einem Backslash verblockt werden.

 [PIG Plugin2 "text(2,2,tex=\"\alpha\")"/] 

definierte Zeichenelemente

Funktion Beschreibung Beispiel Graph
line(x1,y1,x2,y2) Zeichnet eine Line vom Startpunkt x1/y1 zum Endpunkt x2/y2 line(-3,-6,8,5)
arrow(x1,y1,x2,y2) Zeichnet einen Pfeil vom Startpunkt x1/y1 zum Endpunkt x2/y2 arrow(-3,-6,8,5)
dimension(x1,y1,x2,y2) Zeichnet eine Bemaßung vom Startpunkt x1/y1 zum Endpunkt x2/y2 dimension(-3,2,8,5,textsize=3)
hdimension(x1,y1,x2,y2,y) Zeichnet eine horizontale Bemaßung mit Maßlinien. hdimension(2,2,6,-3,4)
vdimension(x1,y1,x2,y2,x) Zeichnet eine horizontale Bemaßung mit Maßlinien. vdimension(2,2,6,-3,8)
rdimension(x1,y1,r) Zeichnet eine Radius-Bemaßung. circle(2,4,3);rdimension(2,4,3)
rdimension(x1,y1,r,alpha) Zeichnet eine Radius-Bemaßung am Positionswinkel alpha circle(2,4,1.88);rdimension(2,4,1.88,-30°)
point(x1,y1) Zeichnet einen Punkt am Punkt x1/y1 point(-3,-6,"A",textsize=2)
circle(x1,y1,r) Zeichnet einen Kreis mit dem Radius r und dem Mittelpunkt x1/y1 circle(2,3,5)
oval(x1,y1,rx,ry) Zeichnet eine Ellipse mit der Halbachse rx auf der x-Achse und der Halbachse ry auf der y-Achse oval(2,3,5,3)
arc(x1,y1,r,start,arg) Zeichnet einen Kreisbogen mit dem Mittelpunkt x1,y1 dem Radius r von einem Startwinkel start (rad) mit einer Winkelbogen von arg arc(2,3,3,180°,-220°,pointstyle="O->")
loop(x1,x2,r) Zeichnet einen Kreisbogen mit 250° und Pfeil mit Mittelpunkt x1,y1 und Radius r. Mit dem Parameter reverse zeigt der Pfeil in die Gegenrichtung. loop(2,3,1,tex="\alpha")
loop(2,3,1,tex="\alpha",reverse)

rect(x1,y1,x2,y2) Zeichnet ein Rechteck mit den zwei Eckpunkten x1/y1 und x2/y2 rect(-3,-6,8,2)
rectc(x1,y1,b,h) Zeichnet ein Rechteck mit dem Mittelpunkt x1/y1, Breite b und Höhe h rectc(2,4,8,5)
text(x1,y1,text) Zeichnet einen Text mit Mittelpunk x1/y1 text(-3,4,"ABC")
points([[x1,y1],[y2,y2],[x3,y3]]) Zeichnet die Punkte welche in der Matrix definiert sind. points([[2,2],[8,5],[3,-5]])
vect([[x1,y1],[y2,y2],[x3,y3]]) Zeichnet Ortsvektoren die Punkte welche in der Matrix definiert sind. vect([[2,2],[8,5],[3,-5]])
polyline([[x1,y1],[y2,y2],[x3,y3]]) Verbindet die Punkte welche in der Matrix definiert sind durch eine Linie. polyline([[2,2],[8,5],[3,-5]])
polygon([[x1,y1],[y2,y2],[x3,y3]]) Verbindet die Punkte welche in der Matrix definiert zu einer geschlossenen Linie. polygon([[2,2],[8,5],[3,-5]])
legend(position,beschriftung,beschriftung) Zeichnet eine Legenden-Box an die angegebene Position (1,2,3,4) f(x):5*sin(x);x:0,2pi;legend(1,alpha+beta,"Parabel");g(x):=x^2-3;legend=off
legend(x,y,beschriftung,beschriftung) Zeichnet eine Legenden-Box an die angegebene Position (Werte zwischen 0 und 1) f(x):5*sin(x);x:0,2pi;legend(0.2,0.6,alpha+beta,"Parabel",size=3);g(x):=x^2-3
image(x1,y1,x2,y2,nr) Zeichnet ein Bild aus der Bildliste der Frage in das Rechteck mit den Eckpunkten (x1,y1) und (y2,y2). Die Nummer entspricht der IMG-Nummer in der Bildliste der Frage. image(-6,-6,8,6,0)
imgfunc(function) Zeichnet eine Funktion, welche im Maximfeld definiert wurde. maxima: f1:line(1,2,3,4)
imgfunc(f1)
imgif(bedingung,function1,function2) Zeichnet je nachdem ob eine Bedingung erfüllt (function1) oder nicht erfüllt (function2) die entsprechende Funktion. imgif(y!=0,line(1,2,3,4),rect(1,2,3,4))
imgfor(variable,first,second,last,function) Zeichnet eine Funktion mit einer Schleife mehrmals. imgfor(x,-4,-3,4,line(x,1,x+4,6))
boxplot(uw,uq,m,oq,ow,pos,height) Zeichnet einen Boxplot. pos und height sind optional. boxplot(-6,-3,1,2,4);boxplot(-4,-2,1,2,5,3,2);boxplot(setboxplot([1,2,3,4,5,6]),-4,text="Hallo")

Konfigurations-Parameter

Parameter Beschreibung Beispiel Graph
size= Strichstärke und Pfeilgröße dimension(-3,2,6,7,size=1);dimension(-3,0,6,5,size=2);dimension(-3,-2,6,3,size=3)
style= Linienart setzen mit einem Definitionsstring der die Elemente Punkt,Minus,Unterstrich,Leerzeichen für die Definition der Linienart enthält line(-4,-5,8,8,style="_.",size=2)
color= Linienfarbe dimension(-3,2,6,7,color=red);dimension(-3,0,6,5,color=green);dimension(-3,-2,6,3,color=blue)
textcolor= Textfarbe dimension(-3,2,6,7);dimension(-3,0,6,5,textcolor=red);dimension(-3,-2,6,3,textcolor=green)
bgcolor= Hintergrundfarbe von Text dimension(-3,2,6,7);dimension(-3,0,6,5,bgcolor=red);dimension(-3,-2,6,3,bgcolor=green)
pointcolor= Punktfarbe line(-3,2,6,7);line(-3,0,6,5,pointcolor=red);line(-3,-2,6,3,pointcolor=green)
fillcolor= Füllfarbe circle(2,4,4,fillcolor=red)
fill= Füllgrad als Wert zwischen 1 und 255 circle(-4,4,4,fill=20);circle(4,4,4,fill=100);circle(4,-4,4,fill=255)
fill Schaltet die Füllung mit einem Standardfüllgrad ein circle(2,4,4,fill)
fillunder Füllt eine Polyline von y=0 bis zur Polylinie polyline([[-8,2],[-2,6],[3,-6],[7,5],[9,5]],color=red,fillunder)
stairs Zeichnet eine Polylinie als Treppenfunktion mit horizontalen Treppenstufen polyline([[-8,2],[-2,6],[3,-6],[7,5],[9,5]],stairs)
points Zeichnet die Bezugspunkt des Elements als Punkte ein rectc(-4,4,4,4,points);rectc(4,4,4,4,pointcolor=red)
text definiert einen Text, der zu dem graphischen Element geschrieben wird. Statt text="abc" kann auch direkte "abc" geschrieben werden. Formeln werden im LaTeX Formelsatz geschrieben. line(-3,2,6,7,text="abc");line(-3,0,6,5,"efg");line(-3,-2,6,3,text=2*4mm)
tex= definiert einen Text, der zu dem graphischen Element als LaTeX Formelsatz interpretiert wird. line(-3,2,6,7,tex=\alpha);line(-3,0,6,5,tex="\alpha_x");line(-3,-2,6,3,text=2*4'mm2')
textangle= definiert den Schriftwinkel des Textes wobei immer um den Textbezugspunkt rotiert wird line(-3,2,6,7,text="abc");line(-3,0,6,5,"efg",textangle=90°);line(-3,-2,6,3,text=2*4mm,textangle=180°)
textangleabs= definiert den Schriftwinkel des Textes bezüglich des Koordinatensystems wobei immer um den Textbezugspunkt rotiert wird line(-3,2,6,7,text="abc",textangleabs);line(-3,0,6,5,"efg",textangleabs=45°);line(-3,-2,6,3,text=2*4mm,textangleabs=90°)
textposition= definiert die vertikale Position des Text-Bezugspunktes line(-3,2,6,7,text="abc");line(-3,0,6,5,"efg",textposition=0.4);line(-3,-2,6,3,text=2*4mm,textposition=-0.3)
textsize= definiert die Schriftgröße als Faktor (Standard=2) line(-3,2,6,7,text="abc");line(-3,0,6,5,"efg",textsize=1);line(-3,-2,6,3,text=2*4mm,textsize=3)
unit= Setzt die Einheit einer Bemaßung auf die angegebenen Einheit und dividiert durch den Zahlenwert wenn er nicht gleich 1 ist.

dimension(-3cm,2cm,6cm,7cm,unit=1cm); dimension(-3cm,0cm,6cm,5cm,unit=2cm)

:
unitnorm= Dividiert den Zahlenwert durch die angegebene Einheit. dimension(-3cm,2cm,6cm,7cm,unitnorm=1cm); dimension(-3cm,0cm,6cm,5cm,unitnorm=2cm)
underline unterstreicht den Text rect(-3,2,6,7,text="Abc",underline, textcolor=red)
center zentriert den Text horizontal und vertikal text(-3,2,6,7,text="Text Demo",center,points,pointcolor=red)
hcenter zentriert den Text horizontal text(-3,2,6,7,text="Text Demo",hcenter,points,pointcolor=red)
vcenter zentriert den Text vertikal text(-3,2,6,7,text="Text Demo",vcenter,points,pointcolor=red)
left schreibt den Text linksbündig text(-3,2,6,7,text="Text Demo",left,points,pointcolor=red)
right schreibt den Text rechtsbündig text(-3,2,6,7,text="Text Demo",right,points,pointcolor=red)
top schreibt den Text nach oben bündig text(-3,2,6,7,text="Text Demo",top,points,pointcolor=red)
bottom schreibt den Text nach unten bündig text(-3,2,6,7,text="Text Demo",bottom,points,pointcolor=red)
back Zeichnet das Zeichenelement im Hintergrund image(-6,-6,8,6,0,back)

siehe auch