高校数学１０分プログラミング（数学Ⅰ編 1.２次関数）1日目「１次関数のグラフを描く」解説

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本日の課題、おつかれさまでした。

１次関数のグラフを描くプログラムを作成することができたでしょうか。

解答例

１次関数

$$
y = \frac{1}{2} x + 1
$$

のグラフを描くプログラムはスケッチ「drawLinearFunction」の「drawLinearFunction」タブのテキストエディタに書かれた linearfunction 関数の部分に

float linearfunction(
  float x
){
  return x/2.0 + 1.0;
}

と書き加えます。その結果、ソースコード全体は下記のソースコード2となります。

void setup(){
  size(500,500);
  noLoop();
  float x_range = 10.0; // x軸の表示範囲 -x_rangeからx_rangeまで
  float y_range = 10.0; // y軸の表示範囲 -y_rangeからy_rangeまで 
  setAxes(x_range, y_range); // 座標軸の準備
  
  noFill();
  stroke(0,0,0);
  
  // グラフの定義域
  float x_min = -x_range;
  float x_max = x_range;
  int plot_num = 200; // グラフを描くための頂点の個数  
  
  // グラフを描画
  float x, y; // 関数の座標
  float X, Y; // キャンバス上の座標 
  beginShape();
  for(int i=0; i<=plot_num; i++){
    x = x_min + (x_max - x_min) / plot_num * i; // 関数のx座標
    y = linearfunction(x); // 関数の値
    // キャンバス上の座標位置に換算
    X = width / 2.0 / x_range * x;
    Y = height / 2.0 / y_range * y;
    vertex(X, Y);
  }
  endShape();

}

float linearfunction(
  float x
){
  return x/2.0 + 1.0;
}

ソースコード2　１次関数のグラフを描くプログラム

実行ボタン（左上の ▶ ボタン）を押すと、キャンバス上に１次関数

$$
y=\frac{1}{2} x + 1
$$

のグラフが描かれます（図1）。

図1　キャンバス上に１次関数のグラフが描かれる

やってほしいこと

今回利用したキャンバス上に座標軸を描く関数 setAxes の中身や、ソースコード2の

  // グラフを描画
  float x, y; // 関数の座標
  float X, Y; // キャンバス上の座標 
  beginShape();
  for(int i=0; i<=plot_num; i++){
    x = x_min + (x_max - x_min) / plot_num * i; // 関数のx座標
    y = linearfunction(x); // 関数の値
    // キャンバス上の座標位置に換算
    X = width / 2.0 / x_range * x;
    Y = height / 2.0 / y_range * y;
    vertex(X, Y);
  }
  endShape();

で行う１次関数のグラフを描く処理について、それらの解説を記事『高校数学をプログラミングで解く（数学I編）「1-0-1 グラフを描くための準備（その1）」』に載せていますので、一度チェックしてみてください。
なお、初学者には少し難しく感じるかもしれません。わからない場合はそんなものだと思って、先に進んでください。プログラミングの経験を積んでいくと、少しずつ理解する力がついてきますので、そのときあらためて読んでみてください。

本日は以上です。
明日は、２次関数のグラフを描くプログラムを作成します。

明日もよろしくお願いします。

※今回の課題とその解答例について質問や疑問がある方は、本記事の下部にあるコメント欄からお願いします。

MK’s papa