Curve functie voor grafieken

Auteur

Ben Welman

Publicatiedatum

4 april 2020

Samenvatting

Hoe je snel en eenvoudig grafieken kunt maken met de functie curve.

Een zeer handige functie in R is curve() waarmee je op een eenvoudige manier grafieken kunt tekenen. De syntax is

curve(expr, from = NULL, to = NULL, n = 101, add = FALSE,
      type = "l", xname = "x", xlab = xname, ylab = NULL,
      log = NULL, xlim = NULL, ...)

expr - de naam van een functie of een expressie in termen van x.
from, to - het domein waarop de grafiek getekend wordt.
n - het aantal x-waarden dat geëvalueerd wordt
add - logische waarde om aan te geven of de grafiek aan een bestaande grafiek moet worden toegevoegd.
xname - karakter voor de variabele in het functievoorschrift (standaard x)

Een zeer eenvoudige opdracht is de volgende

curve(expr = x+1)

Waarschuwing

Voor de functie f(x) = x kun je niet expr = x gebruiken. Je krijgt dan een foutmelding omdat dit niet als een expressie herkend wordt, waardoor gezocht wordt naar een object met de naam x. Je kunt de foutmelding vermijden door expr = (x) of expr = x^1 te gebruiken.

curve(expr = sin(x) + cos(x), from = 0, to = 2*pi, 
      ylab = "y", main = "y = sin(x) + cos(x)", col = "blue", lwd=2)

Figuur 2: Grafiek met gespecificeerd domein voor x en iets dikkere blauwe lijn.

Grid toevoegen

Erg handig is verder om tevens gebruik te maken van grid() die een rechthoekige grid van nx bij ny aan een bestaande grafiek toevoegt. Deze heeft als argumenten

nx, ny - het aantal rasters in de x en en y richting (standaard de waarden van de assen)
col: kleur gridlijn (standaard “lightgray”)
lty: type lijn (standaard “dotted”)
lwd: breedte lijn
equilogs: alleen in gebruik bij logoaritmische schaal

In het volgende voorbeeld wordt de grid gebruikt met daarnaast de schaal voor de y-as. Hierdoor kun je goed zien dat je de grafiek van \(|x^2 -1|\) kunt krijgen uit de grafiek van \(x^2 -1\) door bij deze laatste het deel dat onder de X-as ligt te spiegelen t.o.v. de x-as.

par(mfrow = c(1,2))
curve(expr = x^2 - 1, from = -2, to = 2, 
      ylim = c(-1,3), ylab = "y", main = "x² - 1")
grid()
curve(expr = abs(x^2 - 1), from = -2, to = 2, 
      ylim = c(-1,3), ylab = "y", main = "|x² - 1|")
grid()

Figuur 3: Twee grafieken met elkaar vergeleken.

Meerdere grafieken in 1 figuur

Nadat de eerste grafiek getekend is kun je meerdere grafieken toevoegen via het argument add = TRUE.

curve(expr = x^2, from = -3, to = 3, ylab = "y", col = "green")
curve(expr = -x + 2, add = TRUE, col = "red")
curve(expr = 0*x + 3, add = TRUE, col = "blue")
grid()

Figuur 4: Meerdere grafieken in één figuur.

Logaritmische schaal

Met het argument log kun je een logaritmische schaal (natuurlijke logaritme) specificeren. Mogelijkheden: log = "x", log = "y" en log="xy". Zie hierna het voorbeeld voor \(y = e^x\).

curve(expr = exp(x), from = 0, to = 10, log = "y", ylab = "Ln(y)", main = "y = e^x")

Figuur 5: Logaritmische schaal voor de Y-as

Naam variabele

De naam van de variabele in het functievoorschrift is standaard x. Met het argument xname kun je deze wijzigen.

curve(expr = sin, from = -2*pi, to = 2*pi, xname = "t")

Figuur 6: Logaritmische schaal voor zowel de Y-as als de X-as