3直線で囲まれた範囲塗りつぶし

2020/05/16

Matplotlib で3直線で囲まれた範囲を塗りつぶしをしてみます。

3直線の定義

まず、x の範囲を適当に設定し、3直線を定義します。


x = np.arange(0, 100, 0.1)
y1 = -x * (3/2) + 100
y2 = -x / 5 + 32
y3 = -x * (3/4) + 250 / 3

プロット


plt.plot(x, y1, label="y1: 3*x1 + 2*x2 >= 200")
plt.plot(x, y2, label="y2: x1 + 5*x2 >= 160")
plt.plot(x, y3, label="y3: 4*x1 + 3*x2 >= 250")

塗りつぶし

実際の塗りつぶしは、fill_between() 機能を利用します。

ですが、fill_between() は3式以上には対応していないため、2つのデータに落とし込む必要があります。

2式(データ)に落とし込む

numpy の maximum(), minimum() で2式の最大値または最小値を取得します。

まず y1  y2 のグラフのような条件下でデータ y4 を設定します。


y4 = np.maximum(y1, y2)

グラフを塗りつぶす

今度は y3, y4 を fill_between() と where パラメータで塗りつぶします。

グラフでもわかるように y4(y1, y2 条件のデータ) <= y3 となります。


ax = plt.axes()
ax.fill_between(
    x,
    y3,
    y4,
    where=y3 > y4,
    alpha=0.3,
    interpolate=True,
)

第1引数は、x軸の値、第2,3引数は2式のデータ、オプションとして where など設定します

もし、3式の交点がわあかっていれば、fill() を使って交点指定で塗りつぶしても良いかと思います。

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