[4-1] 動画作成用のモジュールをインポートして、動画を表示可能なモードにセットします。



In [1]:

    
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation
%matplotlib nbagg

[4-2] x=0.5における接線を描いて、その傾きを求める関数derivativeを定義します。



In [2]:

    
def derivative(f, filename):
    fig = plt.figure(figsize=(4,4))
    images = []
    x0, d = 0.5, 0.5

    for _ in range(10):
        subplot = fig.add_subplot(1,1,1)
        subplot.set_xlim(0, 1)
        subplot.set_ylim(0, 1)
        slope = (f(x0+d)-f(x0)) / d
        linex = np.linspace(0, 1, 100)
        image0 = subplot.text(0.5, 8, ('slope = %f' % slope))
        image1, = subplot.plot(linex, f(linex), color='blue')
        image2 = subplot.scatter([x0,x0+d],[f(x0),f(x0+d)])

        def g(x):
            return f(x0) + slope * (x-x0)
    
        image3, = subplot.plot([0,1], [g(0),g(1)],
                               linewidth=1, color='red')
        image4 = subplot.text(0.3, 1.05, ('slope = %f' % slope))
        images.append([image0, image1, image2, image3, image4])
        d *= 0.5

    ani = animation.ArtistAnimation(fig, images, interval=1000)
    ani.save(filename, writer='imagemagick', fps=1)
    return ani

[4-3] 二次関数 y=x*x を用意して、関数derivativeを呼び出します。

GIF動画ファイル「derivative01.gif」が作成されます。



In [3]:

    
def f(x):
    y = x*x
    return y

derivative(f, 'derivative01.gif')









    














    











    Out[3]:





<matplotlib.animation.ArtistAnimation at 0x37777d0>