pgfplots 生成简单函数的意外图形

Question 1

还要添加 ymin=-.5，因此您的 ymin 不是为您的函数计算的值。完整代码：

\documentclass{amsbook}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{amssymb}
\usepackage{pgfplots} \pgfplotsset{compat=1.18} \usepgfplotslibrary{fillbetween}
\usepackage{tikz}
\begin{document}
    \begin{figure}
        \caption{$f(x) = 2^x$} \label{fig:Exp2x}
        \begin{tikzpicture}
            \begin{axis}[
                mark=none,
                domain= -2:2,
                samples=50,
                smooth,
                ymin=-.5,% <--
                axis x line=center,
                axis y line=center,
                xlabel=$x$, xlabel style={anchor=west}]
                \addplot[thick] {2^x};
            \end{axis}
        \end{tikzpicture}
    \end{figure}
\end{document}

正确输出：

添加同样对于域 -4:2 您将看到预期的答案：

Answer

还要添加 ymin=-.5，因此您的 ymin 不是为您的函数计算的值。完整代码：

\documentclass{amsbook}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{amssymb}
\usepackage{pgfplots} \pgfplotsset{compat=1.18} \usepgfplotslibrary{fillbetween}
\usepackage{tikz}
\begin{document}
    \begin{figure}
        \caption{$f(x) = 2^x$} \label{fig:Exp2x}
        \begin{tikzpicture}
            \begin{axis}[
                mark=none,
                domain= -2:2,
                samples=50,
                smooth,
                ymin=-.5,% <--
                axis x line=center,
                axis y line=center,
                xlabel=$x$, xlabel style={anchor=west}]
                \addplot[thick] {2^x};
            \end{axis}
        \end{tikzpicture}
    \end{figure}
\end{document}

正确输出：

添加同样对于域 -4:2 您将看到预期的答案：

Question 2

您需要定义图表中的横坐标。所选的默认位置axis lines并非您所期望的位置。

如果没有明确定义横坐标的位置，则通过绘制函数域的起点定义的点进行绘制。也就是说，在时domain=-5:2它位于y(-5)，在domain=-2:2时它位于y(-2)，但在定义时ymin=0位于y=0，在时ymin=-1它将位于y=0。

根据这一事实，您将观察到在选定的轴线上，横轴之间的距离和ytick=1前两种情况下的距离与其他轴线之间的距离不同ytick。

因此，如果你将 MWE 重写为：

\documentclass{amsbook}
\usepackage{geometry}
\usepackage{pgfplots} 
\pgfplotsset{compat=1.18}
\usepackage{tikz}

\begin{document}
    \begin{figure}
\caption{$f(x) = 2^x$} \label{fig:Exp2x}
\pgfplotsset{           % common axis settings
    width = 78mm,       % that images are parallel 
    axis lines=center,
    xlabel=$x$, xlabel style={anchor=west},
    ymin=0,             % <--- that abscisa go through y(0)
    samples=101,
    no marks,
}
    \begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
    domain=-5:2,
            ]
\addplot +[thick] {2^x};
\end{axis}
    \end{tikzpicture} 
\quad    
    \begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
    domain=-2:2,
            ]
\addplot +[thick] {2^x};
\end{axis}
    \end{tikzpicture}
    \end{figure}
\end{document}

结果正如你所期望的：

您可能将此特征pgfplots声明为错误，但在许多情况下这是需要的（例如在y(0)不存在的对数轴处，即在负无穷处）。

为了更好地理解上述内容，请在为轴选择默认样式并向grid轴添加选项时测试您的图表：

\pgfplotsset{           % common axis setings
    width = 78mm,       % that immages are parralel 
    grid,               % to see grid 
    xlabel=$x$, xlabel style={anchor=west},
    samples=101,
    no marks,
}

在这种情况下，结果是

Answer