[matplotlib animation] 86.円上を移動する点とその接線のアニメーション

はじめに

matplotlibのFuncAnimationを使用して、円上を移動する点とその接線を表示するアニメーションの作成方法を解説します。円周上を動く点と、その点における円の接線を視覚的に表現する方法について詳しく説明します。

このアニメーションでは、三角関数を活用して円上の点の座標を計算し、微分を用いて接線の傾きを求めています。Pythonのmatplotlibライブラリの機能を活用することで、数学的な概念を視覚的に理解しやすく表現しています。

媒介変数で円のデータを作成します。

x_は接線用のデータで、接線の座標yはy_ = (-x0*x_ +100) / y0で表されます。ここでx0,y0は接線を引く点の座標を示しています。

p1は接線を引く点のデータ、p2は接線のデータです。それぞれのデータはset_xdata、set_ydataメソッドでセットします。

FuncAnimationを使用してアニメーションを表示します。フレーム数を100、インターバルを30msに設定し、合計3秒のアニメーションを作成します。

HTML(ani.to_html5_video())を実行すると、Jupyter NotebookまたはJupyter Lab上にアニメーションを表示できます。

ani.save(‘ファイル名’, writer=”ffmpeg”, dpi=100)を使用すると、アニメーションをMP4形式で保存できます。