如何在 Python 中使用線性內插求 y==0 曲線的交點？

使用線性插值查找曲線與y==0 的交點

在Python 中，我們可以根據儲存在中的資料建立繪圖使用matplotlib 函式庫的數組。然而，獲得曲線與 y==0 交點的精確 y 軸值可能具有挑戰性。

為了解決這個問題，我們可以採用線性插值來近似交點，如下所示：

1. 定義問題：給定包含資料點梯度（溫度資料）和垂直資料的數組，我們需要確定曲線與y==0 相交的y 軸上的值。

2. 實作解：我們可以使用線性內插法來找出資料數組的根或零點：

   <code class="python">import numpy as np
   
   def find_roots(x, y):
       s = np.abs(np.diff(np.sign(y))).astype(bool)
       return x[:-1][s] + np.diff(x)[s]/(np.abs(y[1:][s]/y[:-1][s])+1)</code>

3. <code class="python">z = find_roots(gradient(temperature_data), vertical_data)</code>

4. 應用解決方案：

   <code class="python">import matplotlib.pyplot as plt
   
   plt.plot(gradient(temperature_data), vertical_data)
   plt.plot(z, np.zeros(len(z)), marker="o", ls="", ms=4)
   
   plt.show()</code>

繪製結果：

為了可視化交點，我們可以繪製數據點並標記：此方法提供曲線與y==0 之間的精確交點的近似值。

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