利用Python求阴影部分的面积实例代码

可以使用Python中的matplotlib库来计算阴影部分的面积。

pip install shapely

以下是一个简单的实例代码：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Polygon
from shapely.geometry import Polygon as ShapelyPolygon

def calculate_shadow_area(x, y, xmin, xmax):
    # 创建一个表示整个区域的多边形
    polygon_points = np.array([[xmin, 0], [xmin, 1], [xmax, 1], [xmax, 0]])

    # 创建阴影的多边形
    shadow_points = np.column_stack((x, y))

    # 使用Shapely库计算阴影部分的面积，并通过buffer(0)修复潜在的自交叉问题
    intersection_polygon = ShapelyPolygon(polygon_points).buffer(0).intersection(ShapelyPolygon(shadow_points).buffer(0))
    shadow_area = intersection_polygon.area

    return shadow_area

# 示例数据
x_values = np.linspace(0, 5, 100)
y_values = np.sin(x_values)

# 阴影的 x 范围
shadow_xmin = 2
shadow_xmax = 4

# 计算阴影部分的面积
area = calculate_shadow_area(x_values, y_values, shadow_xmin, shadow_xmax)

# 绘制图形
plt.plot(x_values, y_values, label='Function Curve')
plt.fill_betweenx([0, 1], shadow_xmin, shadow_xmax, color='gray', alpha=0.5, label='Shadow Area')
plt.legend()

# 显示阴影面积
plt.text(3, 0.5, f'Shadow Area = {area:.2f}', horizontalalignment='center', verticalalignment='center')

plt.xlabel('X-axis')
plt.ylabel('Y-axis')
plt.title('Function Curve with Shadow Area')
plt.show()

这个代码使用了matplotlib库来绘制一个正弦函数的图形，并使用fill_betweenx方法填充阴影部分。然后，通过创建多边形并使用其intersection方法来计算阴影部分的面积。最后，通过text方法在图形上方显示阴影面积的数值。