Pythonで中学数学の比例の計算を解く方法とグラフを描く方法を紹介します。

準備1

公式を頭に入れておきます。

y=ax （aは比例定数）

準備2

Pythonで 中学文字式・方程式 の計算ができるようにしておきます。

やり方はこちら

Pythonで中学文字式の計算 - Qiita https://qiita.com/akiba_burari/items/55ddae0c065fdccdef16

Pythonで中学方程式の計算 - Qiita https://qiita.com/akiba_burari/items/d185a2224c7bb87e5cdf

比例の計算問題を解く

実際に中学の比例計算問題を解いていきます。

Q1 yはxに比例し、x=6のとき、y=-18である。このとき、x、yの関係を式に表すと、yの値はいくつになりますか？

＜解き方＞

公式「y=ax」にxの値とyの値を代入する

-18=6a

-3=a
a=-3

この値を公式にあてはめると、

y=-3x

になる

（答え）-3x

普通に計算した方が早いですが、今回はあえてPythonでこの問題を解いてみます。

これをPythonで解くと、以下のようになります。

コードをコピペして試してみてください。

import sympy 

x = sympy.Symbol('x') 
y = sympy.Symbol('y') 
a = sympy.Symbol('a') 

expr1=-18 #左辺
expr2=-(6*a)　#右辺 マイナスをかける

print(sympy.solve(expr1+expr2, a)) #aの値を出す
#出力結果[-3]

a=-3となり、公式にあてはめると、

y=-3x

（答え）-3x

比例のグラフを描く

次は比例のグラフを描いていきます。

問題 y=3xのグラフを描きなさい。

＜解き方＞

x=1のときのyの値を求める

y=3

x=2のときのyの値を求める

y=3*2
y=6

※以下、省略

これらの値をもとにグラフを「手書き」で描いていくのが一般的な方法です。

しかし、手で描くのは非常に面倒です。

そこで今回はPythonのライブラリ「Matplotlib」を使って描いていきます。

Matplotlibのインストール

ターミナル上でMatplotlibをインストールします。

pip install matplotlib

コードを書く

以下のコードをコピペしてpyファイルとして保存し、実行してみてください。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x = [1, 2] # x座標
y = [3, 6] # y座標

plt.plot(x,y) 
plt.savefig('figure01.jpg') #画像として保存

作成した画像はローカルストレージ上に保存されています。

Chromebookの場合、「ファイル」フォルダを開き、

Linuxの保存ファイルを確認してください。

figure01.jpg

ファイル開くと、グラフが表示されます。

Matplotlibを使うと、いろいろなグラフを描くことができます。

参考サイトで確認し、いろいろと試してみてください。

参考サイト一覧

【初心者向け】Matplotlib入門 | Pythonを使ってデータを可視化してみよう！ | AI Academy Media https://aiacademy.jp/media/?p=154

【Python】matplotlibでグラフを作成する方法【総まとめ】 - 理系のための備忘録 https://science-log.com/pc%E9%96%A2%E9%80%A3/%E3%80%90python%E3%80%91matplotlib%E3%81%A7%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%95%E3%82%92%E4%BD%9C%E6%88%90%E3%81%99%E3%82%8B%E6%96%B9%E6%B3%95%E3%80%90%E7%B7%8F%E3%81%BE%E3%81%A8%E3%82%81%E3%80%91/

Linuxで画像ファイルを表示する - Qiita https://qiita.com/hitoshi_xyz/items/75359cb4891e28cb0e40

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