将 x 和 y 轴置于 xy 平面的中心。并为函数图添加图例

Question

我正在尝试使用“tikz”和“pgfplots”包重现下图左侧的图片。但正如您所见，我得到的最好的结果是下图右侧。在我的尝试中，我修改了 tex 代码这里并根据下面的图片进行了如下修改。

我的问题如下。

1. 如何平移“x”轴和“y”轴使得这些轴在点 (0,0) 垂直相交？

2. 如何在图表上定位 (x,y) 坐标？如何在图表上定位红色圆圈？

3. 如何控制轴图例的大小？轴的大小或宽度如何更改？

\documentclass{独立}

\usepackage{tikz}
\使用包{pgfplots}

\pgfplotsset{兼容 = 最新}

\开始{文档}
    \开始{tikzpicture}
        \开始{轴}[
            x最小= -6，x最大= +8，
            y 最小值 = -2.0，y 最大值 = +11.0，
            xtick 距离 = 1.0，
            ytick 距离 = 1.0，
            网格 = 两者，
            次要刻度数 = 1，
            主要网格样式 = {lightgray!25}，
            次要网格样式 = {lightgray!25}，
            宽度 = 1.0\文本宽度，
            高度 = 1.0\文本宽度，
            x标签 = {$x$}，
            y标签 = {$y$}，
            图例单元格对齐 = {左}，
        ]
            \添加图[
                域 = -4:3，
                样本 = 200，
                光滑的，
                蓝色的，
                厚的，
            ]%{exp(ln(x+1)/ln(2))};
            {2^(x)+1}；
            
            \添加图[
                域 = -4:3，
                样本 = 200，
                光滑的，
                红色的，
                虚线
            ]{2^(x)};
            
            %\legend{根据表达式绘图，根据文件绘图}
        \end{轴}
    \结束{tikzpicture}
\结束{文档}

Answer 1

1. axis lines=center

2. 有多种方法可以做到这一点，例如，您可以使用 TikZ 代码，例如\node [circle, fill=red, minimum size=5pt, inner sep=0pt, label={[red]below right:$(0,1)$}] at (0,1) {};。但是，我认为我宁愿使用的功能pgfplots，特别是nodes near coords。请参阅下面的代码作为示例，如果有任何不清楚的地方请询问。

3. 例如legend style={font=\small}减小图例的字体大小。这一点的其余部分您已经在代码中回答了（width和height键）

\documentclass{standalone}

\usepackage{pgfplots}

\pgfplotsset{compat = 1.18} % using an explicit version is recommended by the package author

\begin{document}
    \begin{tikzpicture}
        \begin{axis}[
            axis lines=center, % axis lines through origin instead of box
            xmin = -6, xmax = +8,
            ymin = -2.0, ymax = +11.0,
            xtick distance = 1.0,
            ytick distance = 1.0,
            grid = both,
            minor tick num = 1,
            major grid style = {lightgray!25},
            minor grid style = {lightgray!25},
            width =  1.0\textwidth,
            height = 1.0\textwidth,
            xlabel = {$x$},
            ylabel = {$y$},
            legend cell align = {left},
            visualization depends on=x\as\tmpX, % make the x coordinate available for use in nodes near coords below
            visualization depends on=y\as\tmpY, % same for y
            legend style={
               font=\small, % change font size of legend
               at={(1,1)},
               anchor=north east
               }
        ]
            \addplot[
                domain = -4:3,
                samples = 200,
                smooth,
                blue,
                thick,
            ] %{exp(ln(x+1)/ln(2))};
            {2^(x)+1};
            
            \addplot[
                domain = -4:3,
                samples = 200,
                smooth,
                red,
                dashed
            ] {2^(x)};
            
            \addplot [
                blue,
                mark=*,
                only marks,
                samples at={0,1,2,3}, % specify x values to plot function at
                % now add a node next to each plotted point
                % we use the macros defined with visualization depends on here
                % to make the coordinate pair
                nodes near coords={$(\pgfmathprintnumber{\tmpX}, \pgfmathprintnumber{\tmpY})$},
                % finally define were the nodes are placed relative to the plotted points
                nodes near coords align=above left
                ] {2^(x)+1};
            

            % a more manual way of adding dots with coordinate label
            %\node [circle, fill=red, minimum size=5pt, inner sep=0pt, label={[red]below right:$(0,1)$}] at (0,1) {};
            
            \legend{Plot from expression, Plot from file}
        \end{axis}
    \end{tikzpicture}
\end{document}