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Question

（35分）用matplotlib.pyplot按照以下布局绘制折线图，按照要求设置图形参数并可视化。

（1） （2）
（1）（15分）绘制函数 y=sinx,0≤x≤2π 的函数图像，并添加标题和x、y轴名称，x轴范围设置在[0,2π], 并添加图例。
（2）（15分）绘制函数 y=x^2,-1≤x≤1 的函数图像，并添加标题和x、y轴名称，x轴范围设置在[-1,1]，将线条颜色设置为红色，线型设置为虚线‘--’，并添加图例。

Answer 1

# 导入matplotlib.pyplot模块，简写为plt
import matplotlib.pyplot as plt
# 导入numpy模块，简写为np
import numpy as np

# 创建一个2行1列的子图布局，共享x轴
fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(2, 1, sharex=True)

# 绘制第一个子图，函数y=sinx,0≤x≤2π
# 生成x的数据，从0到2π，间隔为0.01
x1 = np.arange(0, 2 * np.pi, 0.01)
# 生成y的数据，使用np.sin函数
y1 = np.sin(x1)
# 在第一个子图上绘制折线图，使用默认的颜色和线型，添加图例
ax1.plot(x1, y1, label='y=sinx')
# 添加标题和y轴名称
ax1.set_title('y=sinx')
ax1.set_ylabel('y')
# 显示图例
ax1.legend()

# 绘制第二个子图，函数y=x^2,-1≤x≤1
# 生成x的数据，从-1到1，间隔为0.01
x2 = np.arange(-1, 1, 0.01)
# 生成y的数据，使用np.square函数
y2 = np.square(x2)
# 在第二个子图上绘制折线图，使用红色和虚线，添加图例
ax2.plot(x2, y2, color='red', linestyle='--', label='y=x^2')
# 添加标题和y轴名称
ax2.set_title('y=x^2')
ax2.set_ylabel('y')
# 显示图例
ax2.legend()

# 设置x轴的范围和名称
plt.xlim(0, 2 * np.pi)
plt.xlabel('x')

# 调整子图的间距
plt.tight_layout()

# 显示图形
plt.show()