一、前言說明

今天看到微信群里一道六年級數學題，如下圖，求陰影部分面積

看起來似乎并不是很難，可是博主添加各種輔助線，寫各種方法都沒出來，不得已而改用寫Python代碼來求面積了

二、思路介紹

1.用Python將上圖畫在坐標軸上，主要是斜線函數和半圓函數

2.均勻的在長方形上面灑滿豆子（假設是豆子），求陰影部分豆子占比*總面積

三、源碼設計

1.做圖源碼

import matplotlib.pyplot as pltimport numpy as npdef 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") # 設置ax區域背景顏色     ax.patch.set_alpha(0.1) # 設置ax區域背景顏色透明度  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))# 原下半函數def f1(px, r, a, b): return b - np.sqrt(r**2 - (px - a)**2)# 斜線函數def f2(px, m, n): return px*n/m# 斜線函數2def f3(px, m, n): return n-1*px*n/mif __name__ == '__main__': r = 4 # 圓半徑 m = 8 # 寬 n = 4 # 高 a, b = (4, 4) # 圓心坐標 init() x = np.linspace(0, m, 100*m) y = np.linspace(0, n, 100*n) # 半圓形 y1 = f1(x, r, a, b) plt.plot(x, y1) # 矩形橫線 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') # 畫點（8,6）避免圖形變形 # 矩形縱向 plt.plot((x.min(), x.min()), (y.min(), y.max()), 'g') plt.plot((x.max(), x.max()), (y.min(), y.max()), 'g') # 斜線方法 y2 = f2(x, m, n) plt.plot(x, y2, 'purple') # 陰影部分填充 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) # 半圓填充 plt.fill_between(x, y1, y.max(), facecolor='r', alpha=0.25) plt.show()Draw.py

2.計算源碼，其中side是要不要計算圖形邊框上的點，理論上side只能為True；t設置越大運行時間越長也越精準

import numpy as npdef f1(px, r, a, b): return b - np.sqrt(r**2 - (px - a)**2)def f2(px, m, n): return px*n/mif __name__ == '__main__': r = 4 # 圓半徑 m = 8 # 寬 n = 4 # 高 a, b = (4, 4) # 圓心坐標 t = 100 # 精度 xs = np.linspace(0, m, 2*t*m) ys = np.linspace(0, n, t*n) # 半圓形 y1 = f1(xs, r, a, b) # 斜線 y2 = f2(xs, m, n) numin = 0 numtotel = 0 side = True # 是否計算邊框 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