中学数学の交差する図形のアニメーション

はじめに

中学数学でよく見る、図形が交差するときの重なった部分の面積を manim で書いてみました。面積や長さなどは書いていないのであくまでイメージを補完するためのものです。

gif

大半の人はコードに興味ないと思うので結果から。

ソースコード

自分の環境（jupyter lab or jupyter notebook）がある人は最初のセルに下のコードを実行してから

from manim import *
import numpy as np

これ↓をコピペ実行すればできます。
（コメントは見ないで......）

%%manim -qm RightAngleExample
class RightAngleExample(Scene):
    def construct(self):
        vertex_1 = np.array([-1, -1, 0])
        vertex_2 = np.array([-3, -1, 0])
        vertex_3 = np.array([-1, 1, 0])
        line1 = Line(vertex_1, vertex_2)
        line2 = Line(vertex_1, vertex_3)
        line3 = Line(vertex_2, vertex_3)
        # RightTriangle = VGroup(line1, line2, line3)
        # Polygon is a closed shape with vertices with lines connecting them
        RightTriangle = Polygon(vertex_1, vertex_2, vertex_3, color=RED, fill_opacity=0.5)


        # Create the hexagon
        vertex_hex_1 = np.array([0, -1, 0])
        vertex_hex_2 = np.array([2, -1, 0])
        vertex_hex_3 = np.array([2, 0, 0])
        vertex_hex_4 = np.array([1, 0, 0])
        vertex_hex_5 = np.array([1, 1, 0])
        vertex_hex_6 = np.array([0, 1, 0])
        line_hex_1 = Line(vertex_hex_1, vertex_hex_2)
        line_hex_2 = Line(vertex_hex_2, vertex_hex_3)
        line_hex_3 = Line(vertex_hex_3, vertex_hex_4)
        line_hex_4 = Line(vertex_hex_4, vertex_hex_5)
        line_hex_5 = Line(vertex_hex_5, vertex_hex_6)
        line_hex_6 = Line(vertex_hex_6, vertex_hex_1)
        #hexagon = VGroup(line_hex_1, line_hex_2, line_hex_3, line_hex_4, line_hex_5, line_hex_6)
        hexagon = Polygon(vertex_hex_1, vertex_hex_2, vertex_hex_3, vertex_hex_4, vertex_hex_5, vertex_hex_6, color=BLUE, fill_opacity=0.5)
        
        # Define the starting and ending positions
        start_pos = np.array([3, 0, 0])
        middle_pos_1 = np.array([2, 0, 0])
        middle_pos_2 = np.array([1, 0, 0])
        end_pos = np.array([0, 0, 0])
                
        # Set the position of the RightTriangle
        RightTriangle.move_to(start_pos).set_fill(RED, opacity=0.5)
        # Create the animation
        
        self.add(hexagon)
        self.play(RightTriangle.animate.move_to(middle_pos_1), rate_func=linear, run_time=1) 
        self.wait()
        self.play(RightTriangle.animate.move_to(middle_pos_2), rate_func=linear, run_time=1)
        self.wait()
        self.play(RightTriangle.animate.move_to(end_pos), rate_func=linear, run_time=1) # move_to(end_pos) is that center of RightTriangle moves to end_pos 
        self.wait()