2点間を通る直線の式を連立方程式で解く(Python)

2点間を通る直線の式

Pythonで連立方程式を解くことが出来たら、2点間を結ぶ一次方程式も導き出せるので

Pythonで書いてみます。

2点の位置 (-1, -5) (3, 3)

view plainprint?

1. #! /usr/bin/env python    
2.     
3. # -*- coding:utf-8 -*-    
4.      
5. #   
6. import numpy as np    
7. import matplotlib.pyplot as plt    
8. from sympy import Symbol, solve  
9.     
10. # 一次関数のデータを作る関数     
11. def linear(a, b, ran=np.arange(-10,10)):    
12.     
13.     arr = []    
14.     for x in ran:    
15.         y = x*a + b    
16.         arr.append(y)    
17.     
18.     # 式から配列データを返します  
19.     return arr    
20.     
21. ax = fig.add_subplot(1, 1, 1)    
22.      
23. # これで正方形になります   
24. ax.set_aspect('equal', adjustable='box')    
25.     
26. # 表示する幅    
27. ax.set_xlim(-10, 11)    
28. ax.set_ylim(-10, 11)    
29.     
30. # グラフの刻み    
31. ax.set_xticks(np.arange(-10, 10, 5))    
32. ax.set_yticks(np.arange(-10, 10, 5))    
33.      
34. # 補助線をonにします    
35. ax.minorticks_on()     
36.     
37. # グリッドの主線と補助線    
38. ax.grid(which="major", color="black", alpha=0.5)    
39. ax.grid(which="minor", color="gray", linestyle="--", alpha=0.5)    
40.     
41. # 数値表示を0に合わせます  
42. ax.spines['bottom'].set_position("zero")    
43. ax.spines['left'].set_position("zero")    
44.   
45. # xの生成  
46. x = np.arange(-10, 10)  
47.   
48. # 2点の位置 (-1, -5) (3, 3)  
49. x1, y1 = (-1, -5)  
50. x2, y2 = (3, 3)  
51.   
52. a = Symbol("a")  
53. b = Symbol("b")  
54.   
55. # 2点を連立方程式に変えます  
56. s1 = a * x1 + b - y1  
57. s2 = a * x2 + b - y2  
58.   
59. result = solve((s1, s2))  
60.   
61. # 得られた解  
62. print(result)  
63.   
64. # yの生成  
65. y = linear(result[a], result[b], x)  
66.   
67. # 得られた一次方程式のプロット  
68. ax.plot(x, y)  
69.   
70. # 点(-1, -5) のプロット  
71. ax.plot(x1, y1, marker="o")  
72. ax.annotate("(-1, -1)", xy=(x1, y1), color="red")  
73. # 点(3, 3) のプロット   
74. ax.plot(x2, y2, marker="o")  
75. ax.annotate("(3, 3)", xy=(x2, y2), color="red")  
76. plt.show()    

#! /usr/bin/env python  
  
# -*- coding:utf-8 -*-  
   
# 
import numpy as np  
import matplotlib.pyplot as plt  
from sympy import Symbol, solve
  
# 一次関数のデータを作る関数   
def linear(a, b, ran=np.arange(-10,10)):  
  
    arr = []  
    for x in ran:  
        y = x*a + b  
        arr.append(y)  
  
    # 式から配列データを返します
    return arr  
  
ax = fig.add_subplot(1, 1, 1)  
   
# これで正方形になります 
ax.set_aspect('equal', adjustable='box')  
  
# 表示する幅  
ax.set_xlim(-10, 11)  
ax.set_ylim(-10, 11)  
  
# グラフの刻み  
ax.set_xticks(np.arange(-10, 10, 5))  
ax.set_yticks(np.arange(-10, 10, 5))  
   
# 補助線をonにします  
ax.minorticks_on()   
  
# グリッドの主線と補助線  
ax.grid(which="major", color="black", alpha=0.5)  
ax.grid(which="minor", color="gray", linestyle="--", alpha=0.5)  
  
# 数値表示を0に合わせます
ax.spines['bottom'].set_position("zero")  
ax.spines['left'].set_position("zero")  

# xの生成
x = np.arange(-10, 10)

# 2点の位置 (-1, -5) (3, 3)
x1, y1 = (-1, -5)
x2, y2 = (3, 3)

a = Symbol("a")
b = Symbol("b")

# 2点を連立方程式に変えます
s1 = a * x1 + b - y1
s2 = a * x2 + b - y2

result = solve((s1, s2))

# 得られた解
print(result)

# yの生成
y = linear(result[a], result[b], x)

# 得られた一次方程式のプロット
ax.plot(x, y)

# 点(-1, -5) のプロット
ax.plot(x1, y1, marker="o")
ax.annotate("(-1, -1)", xy=(x1, y1), color="red")
# 点(3, 3) のプロット 
ax.plot(x2, y2, marker="o")
ax.annotate("(3, 3)", xy=(x2, y2), color="red")
plt.show()  

このように2点間から一次関数のグラフが描画出来ました。