Pythonで作る青チャート風例題の作り方

目的

高校〜大学初年レベルの数学問題を、日本語テキスト＋数式（mathtext） を組み合わせて、美しく「青チャート風の例題枠」を描画します。
LaTeX を完全にインストールする必要はなく、matplotlib 内蔵の mathtext を利用するため、Google Colab や Jupyter でそのまま動きます。

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実装コード

!apt-get -y install fonts-ipaexfont

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.patches as patches
import matplotlib.font_manager as fm
from matplotlib import rcParams

# ================= フォント設定 =================
font_path = "/usr/share/fonts/opentype/ipaexfont-gothic/ipaexg.ttf"
jp_font = fm.FontProperties(fname=font_path)

rcParams["text.usetex"] = False  # LaTeX は使わず mathtext のみ

title_text = "部分積分と女子枠"
example_number = "例題90"

# --- 問題文を日本語＋mathtext で分けて記述 ---
problem_text = (
    "(1) 減衰項と三角関数の微分積分\n"
    "    (a) $f(t) = e^{-at}\\sin(bt)$ を微分せよ。\n"
    "    (b) $\\int e^{-at}\\sin(bt)\\,dt$ を積分せよ。\n\n"
    "(2) 女子枠特別問題\n"
    "    女性限定試験の意義を「性差による不利益や制約からの解放」\n"
    "    という観点で100文字以内で説明せよ。"
)

# ================= 描画 =================
fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 3))
ax.axis("off")

# 外枠
frame_x, frame_y, frame_w, frame_h = 0.05, 0.1, 0.9, 0.8
rect = patches.Rectangle((frame_x, frame_y), frame_w, frame_h,
                         linewidth=2, edgecolor="red", facecolor="white")
ax.add_patch(rect)

# 左の赤帯
red_band = patches.Rectangle((frame_x, 0.9), 0.1, 0.1,
                             linewidth=0, facecolor="red")
ax.add_patch(red_band)

# 左帯の文字
ax.text(frame_x+0.005, 0.93, "基本", color="white", fontsize=12,
        fontweight="bold", va="center", fontproperties=jp_font)

# 例題番号
ax.text(0.17, 0.93, example_number, color="black", fontsize=12,
        fontweight="bold", va="center", fontproperties=jp_font)

# タイトル
ax.text(0.35, 0.93, title_text, color="black", fontsize=12,
        va="center", fontproperties=jp_font)

# 右上の丸数字
ax.text(0.92, 0.93, "①②③④⑤", color="red", fontsize=12,
        ha="right", va="center", fontproperties=jp_font)

# 問題文
ax.text(frame_x+0.02, frame_y+frame_h-0.10, problem_text,
        fontsize=11, va="top", ha="left", wrap=True,
        fontproperties=jp_font, clip_on=True)

plt.show()

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✨ 出力例

• 上部に赤帯＋「基本」＋「例題番号」＋タイトル
• 右上に丸数字
• 内部に日本語問題文＋LaTeX風数式