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这篇CFSDN的博客文章利用Python求阴影部分的面积实例代码由作者收集整理,如果你对这篇文章有兴趣,记得点赞哟.
1、前言说明 。
今天看到微信群里一道六年级数学题,如下图,求阴影部分面积 。
看起来似乎并不是很难,可是博主添加各种辅助线,写各种方法都没出来,不得已而改用写python代码来求面积了 。
2、思路介绍 。
1.用python将上图画在坐标轴上,主要是斜线函数和半圆函数 。
2.均匀的在长方形上面洒满豆子(假设是豆子),求阴影部分豆子占比*总面积 。
3、源码设计 。
1.做图源码 。
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import
matplotlib.pyplot as plt
import
numpy as np
def
init():
plt.xlabel(
'x'
)
plt.ylabel(
'y'
)
fig
=
plt.gcf()
fig.set_facecolor(
'lightyellow'
)
fig.set_edgecolor(
"black"
)
ax
=
plt.gca()
ax.patch.set_facecolor(
"lightgray"
)
# 设置ax区域背景颜色
ax.patch.set_alpha(
0.1
)
# 设置ax区域背景颜色透明度
ax.spines[
'right'
].set_color(
'none'
)
ax.spines[
'top'
].set_color(
'none'
)
ax.xaxis.set_ticks_position(
'bottom'
)
ax.yaxis.set_ticks_position(
'left'
)
ax.spines[
'bottom'
].set_position((
'data'
,
0
))
ax.spines[
'left'
].set_position((
'data'
,
0
))
# 原下半函数
def
f1(px, r, a, b):
return
b
-
np.sqrt(r
*
*
2
-
(px
-
a)
*
*
2
)
# 斜线函数
def
f2(px, m, n):
return
px
*
n
/
m
# 斜线函数2
def
f3(px, m, n):
return
n
-
1
*
px
*
n
/
m
if
__name__
=
=
'__main__'
:
r
=
4
# 圆半径
m
=
8
# 宽
n
=
4
# 高
a, b
=
(
4
,
4
)
# 圆心坐标
init()
x
=
np.linspace(
0
, m,
100
*
m)
y
=
np.linspace(
0
, n,
100
*
n)
# 半圆形
y1
=
f1(x, r, a, b)
plt.plot(x, y1)
# 矩形横线
plt.plot((x.
min
(), x.
max
()), (y.
min
(), y.
min
()),
'g'
)
plt.plot((x.
min
(), x.
max
()), (y.
max
(), y.
max
()),
'g'
)
plt.plot((x.
max
(), x.
max
()), (y.
max
()
+
2
, y.
max
()
+
2
),
'g'
)
# 画点(8,6)避免图形变形
# 矩形纵向
plt.plot((x.
min
(), x.
min
()), (y.
min
(), y.
max
()),
'g'
)
plt.plot((x.
max
(), x.
max
()), (y.
min
(), y.
max
()),
'g'
)
# 斜线方法
y2
=
f2(x, m, n)
plt.plot(x, y2,
'purple'
)
# 阴影部分填充
xf
=
x[np.where(x <
=
0.5
*
x.
max
())]
plt.fill_between(xf, y.
min
(), f1(xf, r, a, b), where
=
f1(xf, r, a, b) <
=
f2(xf, m, n),
facecolor
=
'y'
, interpolate
=
true)
plt.fill_between(xf, y.
min
(), f2(xf, m, n), where
=
f1(xf, r, a, b) > f2(xf, m, n),
facecolor
=
'y'
, interpolate
=
true)
# 半圆填充
plt.fill_between(x, y1, y.
max
(), facecolor
=
'r'
, alpha
=
0.25
)
plt.show()
draw.py
|
2.计算源码,其中side是要不要计算图形边框上的点,理论上side只能为true;t设置越大运行时间越长也越精准 。
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import
numpy as np
def
f1(px, r, a, b):
return
b
-
np.sqrt(r
*
*
2
-
(px
-
a)
*
*
2
)
def
f2(px, m, n):
return
px
*
n
/
m
if
__name__
=
=
'__main__'
:
r
=
4
# 圆半径
m
=
8
# 宽
n
=
4
# 高
a, b
=
(
4
,
4
)
# 圆心坐标
t
=
100
# 精度
xs
=
np.linspace(
0
, m,
2
*
t
*
m)
ys
=
np.linspace(
0
, n, t
*
n)
# 半圆形
y1
=
f1(xs, r, a, b)
# 斜线
y2
=
f2(xs, m, n)
numin
=
0
numtotel
=
0
side
=
true
# 是否计算边框
for
x
in
xs:
for
y
in
ys:
if
not
side:
if
(x <
=
0
) | (x >
=
8
) | (y <
=
0
) | (y >
=
4
):
continue
numtotel
+
=
1
if
x >
=
4
:
continue
y1
=
f1(x, r, a, b)
y2
=
f2(x, m, n)
if
y1
-
y2 >
=
0
:
if
y2
-
y >
0
:
numin
+
=
1
if
(y2
-
y
=
=
0
)
and
side:
numin
+
=
1
elif
y2
-
y1 >
0
:
if
y1
-
y >
0
:
numin
+
=
1
if
(y2
-
y
=
=
0
)
and
side:
numin
+
=
1
print
(
32
*
numin
/
numtotel)
calc.py
|
4、最后小结 。
1.此种算法t为100时,阴影面积为1.268;t为1000时,阴影面积为1.253,已经非常接近正确答案(正确答案1.252) 。
2.举一反三,类似于这种不规则的面积,只要可以写出来函数,就可以求解面积. 。
2.下面有三种求解方法,第三种表示比大学高数还难看懂,你们呢?
总结 。
以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对我的支持.
原文链接:http://www.cnblogs.com/Vrapile/p/10067297.html 。
最后此篇关于利用Python求阴影部分的面积实例代码的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于利用Python求阴影部分的面积实例代码的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。
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