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编辑：可能有更好的例子pgfplots

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编辑：可能有更好的例子pgfplots

我需要帮助在 TikZ 中复制下图，该图以示意图的形式描述了 (a) 横波和 (b) 纵波穿过弹簧之间的差异。我尝试寻找一个数学函数来描述振动弹簧，这在横向情况下非常简单，但我找不到适合纵向的函数。有什么线索吗？使用路径变形可能更好吗？

提前致谢！问候。

在此处输入图片描述

以下是我作为 MWE 使用的代码：

    \documentclass{article}
    \usepackage{tikz,pgfplots,pgf,pgfplotstable}
    \usetikzlibrary{arrows,positioning,calc}
    \pgfplotsset{compat=newest}

    \begin{document}
    \begin{tikzpicture}[scale=0.9]
    \begin{scope}[shift={(0,0)}]
    \begin{axis}[
    xscale=1.2,
    yscale=0.8,
    xmin=-1,
    xmax=11,
    ymin=-2,
    ymax=2.2,
    xlabel=$x$,
    ylabel=$f$,
    xmajorticks=false,
    ymajorticks=false,
    axis y line=middle,
    axis x line=middle,
    x label style={at={(axis description cs:0.875,0.595)},anchor=east},
    y label style={at={(axis description cs:0.08,1.4)},anchor=north},
    no markers,
    every axis plot/.append style={thick}
    ]
    \addplot[blue,thick,samples=400,domain=0:10.5] (\x,
    {1.2*sin(deg(x))+0.3*sin(20*deg(x))});
    \draw[latex-latex,line width=3pt,purple] (-0.5,-0.8) -- (-0.5,0.8);
    \draw[densely dashed] (1.57,1.5) -- (1.57,2);
    \draw[densely dashed] (7.85,1.5) -- (7.85,2);
    \draw[latex-latex] (1.57,1.8) -- (7.85,1.8) node[midway,above] {$\lambda$};
    \draw[-latex,thick] (1.07,-0.75) -- (2.07,-0.75) node[midway,above] {$v$};
    \end{axis}
    \node at (-0.5,5) {(a)};
    \end{scope}

    \begin{scope}[shift={(0,-5.5)}]
        % the second graph here
    \end{scope}
    \end{tikzpicture}
    \end{document}

答案1

假设您的问题是如何绘制具有不同频率的波，这里有一个建议。这个想法是增加x沿图向 - 方向的“速度”。在此 MWE 中，这是通过在坐标中添加一些高斯来实现的x。

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\begin{document}
\tikzset{declare function={f(\x)=sin(540*\x);}}
\begin{tikzpicture}
 \draw[thick,-latex] (0,-2) -- (0,5)node[right] {$\varphi$};
 \draw[thick,-latex] (-1,0) -- (10,0)node[below] {$x$};
 \draw[domain=0.1:9.5,variable=\x,samples=500] plot
 ({\x-0.4*exp(-(\x-2)*(\x-2))-0.4*exp(-(\x-8)*(\x-8))},{f(\x)});
 \draw[latex-latex] (1,2) -- (7,2) node[midway,above]{$\lambda$};
\end{tikzpicture} 
\end{document}

在此处输入图片描述

我故意将示例保持在最低限度，但显然你可以用 pgfplots 绘制相同的东西，而且我可以看到你在使用 pgfplots 绘制事物时没有任何问题。

编辑：增加了采样，感谢 Christian Hupfer！

答案2

是（同意土拨鼠），你也许应该使用图。参见例子。相关行/命令如下：

    \draw[smooth,samples=200,color=blue] plot function{(\cA)* (cos((\cC)*x+(\cD))) + \cB} 
    node[right] {$f(x) = \cA{} . cos(\cC{} . x + \cD{}) + \cB{}$};

编辑：可能有更好的例子pgfplots

这看起来是个更好的例子。它有\usepackage{pgfplots}。相关行：

  \draw[smooth,samples=1000,domain=0.0:2.2]
     plot(\x,{8*\x-32.4*\x^2+53.48*\x^3-42.11*\x^4+17.594*\x^5
     -3.99*\x^6+0.465713*\x^7-0.0217374*\x^8});

我认为我的第一个建议需要外部程序（GNU plot）和一些黑客攻击，并且希望第二个建议不需要。

建议：

将问题的标题（如果可能）更改为比“这个图”更具描述性的内容，例如“关于频率的图”或类似的内容。

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