Python: пересечение участков, которые пересекаются в точках, интерполированных с помощью matplotlib.pyplot

Question

Я ищу точки пересечения вертикальной линии с построенным мной графиком, который имеет интерполированные значения pyplot.

Я думаю, что код и график ниже сделают мой вопрос болееЧисто.Ниже приведен пример кода и полученный график.То, что я ищу, это все точки пересечения между красной вертикальной линией и синими линиями (так что в этом случае должно быть 3 таких точки).

Я не знаю, как это сделать - кто-нибудьзнаете как?

Код:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
%matplotlib inline

t = np.linspace(-np.pi, np.pi, 512, endpoint=False) + 0.0001 # 0.0001 to get rid of 0 values.

# normalized square wave
u = np.sign(np.sin(2 * np.pi * t))
u = u - np.min(u)
u = u / np.max(u)

# rotate the square wave
phi = - np.pi / 3.0
t_rot = t * np.cos(phi) - u * np.sin(phi)
u_rot = u * np.cos(phi) + t * np.sin(phi)

# level the rotated square wave
u_rot_leveled = u_rot + np.tan(-phi) * t_rot

plt.plot(t_rot, u_rot_leveled, '.-')
plt.axvline(x=-1.1, linestyle=':', color='red')

Сюжет:

Спасибо за любую помощь!

Answer 1

Вместо интерполяции значений y, где x==x0, вы можете найти корни (нули) x-x0 относительно y.

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

t = np.linspace(-np.pi, np.pi, 512, endpoint=False) + 0.0001 # 0.0001 to get rid of 0 values.

# normalized square wave
u = np.sign(np.sin(2 * np.pi * t))
u = u - np.min(u)
u = u / np.max(u)

# rotate the square wave
phi = - np.pi / 3.0
t_rot = t * np.cos(phi) - u * np.sin(phi)
u_rot = u * np.cos(phi) + t * np.sin(phi)

# level the rotated square wave
u_rot_leveled = u_rot + np.tan(-phi) * t_rot

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)

x0 = -1.1
z = find_roots(u_rot_leveled, t_rot-x0)

plt.plot(t_rot, u_rot_leveled, '.-')
plt.axvline(x=x0, linestyle=':', color='red')
plt.plot(np.ones_like(z)*x0, z, marker="o", ls="", ms=4, color="limegreen")

plt.show()

Часть решения здесь взята из моего ответа на Как получить значения из графика?