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复制曲线

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复制曲线

我要努力适应代码在这里复制下图。

在此处输入图片描述

虽然我可以绘制轴和标签，但无法绘制曲线。我不明白代码到底是干什么的。有人能帮我吗？这是我目前所得到的。

\documentclass[12pt]{standalone}
\usepackage{tikz}
\usepackage{pgfplots}
\usetikzlibrary{calc}

\begin{document}
   \begin{tikzpicture}
%draw axes and label
\draw[->] (-4.5, 0) -- (4.5, 0) node[below] {$x$};
\draw[->] (0, -2.5) -- (0, 2.5) node[left] {$y$};
\foreach \i in {-4, -3 , ..., -1, 1, 2, ...,   4}
{
    \draw (\i, 0) node[above]{$\i$};   
}
\foreach \m in {-2, -1 , 1,2}
{
    \draw (0, \m) node[left]{$\m$}; 
} 
\draw (-0.2, 0) node[above]{$0$};
\draw[dashed] (-2, 0) -- (-2, -1) -- (2, -1) -- (2, 0);
\draw[fill=black] (-2, -1) circle(2pt);
\draw[fill=black] (2, -1) circle(2pt);
\draw[fill=black] (-1,0) circle(2pt);
\draw[fill=black] (1,0) circle(2pt);
draw[fill=black] (0, 2) circle(2pt);

\draw[thick, smooth] plot coordinates 
{
    (-4, -0.1)
    (-2, -1)
    (-1, 0)
    (0, 2)
    (1, 0)
    (2, -1)
    (4, -0.1)
};
\end{tikzpicture}    
\end{document}

我只画了轴和标签。我不知道如何处理曲线。

更新：我能够（稍微）画出曲线。它并不完美，但我现在会使用它。如果有人有更好的想法，请分享！

答案1

PSTricks 解决方案仅用于娱乐或比较目的。

\documentclass[pstricks,border=\dimexpr355pt/113\relax]{standalone}
\usepackage{pst-plot}

\begin{document}
\begin{pspicture}[algebraic,plotpoints=500](-5,-1.5)(5.5,3)
    \psaxes{->}(0,0)(-5,-1.5)(5,2.5)[$x$,0][$y$,90]
    \psplot[linecolor=red]{-4.5}{4.5}{-512*(x^2-1)/(27*x^6-168*x^4+560*x^2+256)}
\end{pspicture}
\end{document}

在此处输入图片描述

其余的琐碎装饰则故意留下来作为你的练习。

答案2

这不是一个确切的答案，而是一个如何完成的解释

简单来说，答案是——https://stackoverflow.com/questions/59880248/precise-and-smooth-curve-with-tikz?fbclid=IwAR09VVJs9oYgp96-kg-Iq1EEfa5rBnm30zHFQp_YXcZJg4sTT0rzk7X20hI-- 推入额外的坐标/点以进行精细control

在你的答案中实现同样的效果将导致

\draw[blue,line width=2pt,smooth] 
{(-4,-0.1)
(-4,-0.1)   ..controls(-3.6,-0.1) and (-2.9,-0.3)..
(-2.8,-0.5) ..controls(-2.5,-.9)  and (-2,-1)    ..
(-2,-1)

(2, -1)     ..controls(2.5,-0.9) and (2.8,-0.5) ..
(2.9,-0.3) ..controls(3.5,-0.1) and (4,-0.1) ..
(4,-0.1)
};

控制代码具有固定的格式/语法

{start point ..controls() and()..
next point ..controls() and()..
end point};

推入这些额外的点会导致修改后的曲线如下

在此处输入图片描述

为了更清楚地说明变化，我注释掉了主要情节点，如下所示

在此处输入图片描述

删除不再需要的左侧和右侧点后，我们得到最终的曲线

在此处输入图片描述

平均能量损失

\documentclass[12pt]{standalone}
\usepackage{tikz}
\usepackage{pgfplots}
\usetikzlibrary{calc}

\begin{document}
   \begin{tikzpicture}
%draw axes and label
\draw[->] (-4.5, 0) -- (4.5, 0) node[below] {$x$};
\draw[->] (0, -2.5) -- (0, 2.5) node[left] {$y$};
\foreach \i in {-4, -3 , ..., -1, 1, 2, ...,   4}
{
    \draw (\i, 0) node[above]{$\i$};   
}
\foreach \m in {-2, -1 , 1,2}
{
    \draw (0, \m) node[left]{$\m$}; 
} 
\draw (-0.2, 0) node[above]{$0$};
\draw[dashed] (-2, 0) -- (-2, -1) -- (2, -1) -- (2, 0);
\draw[fill=black] (-2, -1) circle(2pt);
\draw[fill=black] (2, -1) circle(2pt);
\draw[fill=black] (-1,0) circle(2pt);
\draw[fill=black] (1,0) circle(2pt);
draw[fill=black] (0, 2) circle(2pt);

\draw[blue,line width=2pt, smooth] plot coordinates 
{
%    (-4, -0.1)
    (-2, -1)
    (-1, 0)
    (0, 2)
    (1, 0)
    (2, -1)
%    (4, -0.1)
};

\draw[blue,line width=2pt,smooth] 
{(-4,-0.1)
(-4,-0.1)   ..controls(-3.6,-0.1) and (-2.9,-0.3)..
(-2.8,-0.5) ..controls(-2.5,-.9)  and (-2,-1)    ..
(-2,-1)

(2, -1)     ..controls(2.5,-0.9) and (2.8,-0.5) ..
(2.9,-0.3) ..controls(3.5,-0.1) and (4,-0.1) ..
(4,-0.1)
};
\end{tikzpicture}    
\end{document}

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