はじめに
本記事ではPythonで作成した立体図形について記します。
先日、資産運用・投資に関する記事を執筆する際に、Pythonを使用して3次元グラフを作成したことで、Pythonの面白さに再び気付きました。
ちなみにPythonとはプログラミング言語の一種です。C言語やJavaなども有名ですよね。
私は過去にPythonを学んだことがあるのですが、内容の多くを忘れてしまいました。
このため当時の勘を取り戻すべく、立体図形の作図に挑戦💪
Pythonによる立体図の作図
概要
先述の通り、本記事はPythonの練習成果を記した記事です。
今回は「Pythonによる立体の作図」を試みました。
作図のテーマは「立方体の切断」です。
本テーマを選んだ理由は以下の2点です。
- 単純な形状の立方体の作図を通じて、3次元の図の作成方法を思い出す。
（複雑な立体の作図は心が折れるかもしれないので💦） - 学生時代に苦手だった立体図形の問題を作図することで理解を深める。
使用したライブラリ
以下ややマニアックな内容になりますので、作成した美しい図が気になる人は、読み飛ばして構いません。
Pythonはライブラリが充実しており、目的に応じて使い分けられるのが良いですね。
個人的には「Pythonはスマホの端末、ライブラリはスマホのアプリ」のようなイメージを抱いています。
スマホにはメッセージアプリ、ゲームアプリ、天気予報アプリ等々…様々なアプリがあり、目的に応じてアプリを使い分けられて便利ですよね📱
Pythonでは、やりたいことに対して、適切なライブラリを用いることで簡単に計算・作図が可能です。
使用した主なライブラリは以下の2つです。
Matplotlib：グラフ描画ライブラリ
NumPy：多次元配列の計算用のライブラリ
どちらも有名なライブラリで、インターネット上に沢山の情報があるのが心強いです。
分からない事があっても検索すれば、すぐに知りたい情報が手に入ります😌
立方体の切断面
作成した図を以下に記します。
立方体は切断面によって様々な断面が現れますが、そのなかでも代表的な（そして理解するのが難しい？）正六角形・五角形・四角形（長方形）・三角形（正三角形）を作図してみました。
もしかしたら中学入試の問題等で見たことがある人もいるかも…。
算数や数学の教科書に載っているのは静止画（当然）ですが、本記事ではなんと！図全体を回転させてみました！
静止画では奥行方向を理解するのが難しい場合もありますが、図全体を回転させることで多少は理解しやすくなると思います。
正六角形
まずは正六角形からどうぞ（学生時代に一番理解するのが難しかったです…💦）
はじめに静止画を載せた後、立方体全体を回転させた図を載せています。
回転させると立体全体のイメージが掴みやすくなるかも…。
五角形
続いて切断面が五角形になる場合です。
正六角形の時と同様、立体的な感覚を掴むのに苦労します。
正六角形と同様、図全体を回転させてみると、なんとなくイメージが掴めるような…
四角形（長方形）
長方形の場合です。
正六角形や五角形の場合と比較すると、イメージしやすいですね。
三角形（正三角形）
最後に三角形の場合を示します。
切断面が正三角形となる場合ですね。
立方体をぐるぐる回転させてみると、どのような平面で切っているのか分かりやすいですね。
まとめ
本記事では、著者がPythonの勉強時に作成した立体図を紹介しました💻
Pythonは、様々なライブラリが充実しており、気軽に作図できるのが良いですね。
今回の作図テーマは「立方体の切断」でした。
小学校の算数（中学校の数学かも）で学んだ時に苦労した人も多いのではないでしょうか。（私もその1人です。）
本記事がそのような方々の助けになれば幸いです。
算数や数学の勉強を頑張っている皆さんに負けないよう、私もPythonの勉強を進めたいですね。
自分が脳内でイメージしていることを自在に表現できるようになりたいです。
ここまで読んで下さり、ありがとうございました😌
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