一般的なグラフ

Question

ポイントを説明するための一般的なグラフを作成したいと思います（例：mx+bshowbは切片で、mは勾配です）。手動の軸命名でグラフを作成できることは理解していますがb、切片にラベルを配置し、いくつかの点にラベルmを付け、勾配としてラベルを付けることもできるようにしたいと思います。無関係な整数値を入力する必要があるかもしれないことは理解していますが、重要なのはラベル付けです。

追加のボーナスとして、特定の機能を調整する方法を示して、線が変わることも示したいと思います。（おそらく矢印のラベルもありますが、スケッチに含めるのを忘れていました）

わかりやすくするために、以下に一般的な考え方の簡単なスケッチをいくつか添付しました。どうすればこれを達成できますか？

Answer 1

でラップされたMetapostの代替luamplib。これをでコンパイルしlualatexます。

MPのしくみを説明するチュートリアルとマニュアルについては、上記のリンクをたどってください。

\documentclass[border=5mm]{standalone}
\usepackage{luamplib}
\begin{document}
\mplibtextextlabel{enable}
\begin{mplibcode}
beginfig(1);
    numeric u, m, m', b, b';
    u = 1.44cm;
    b = 3.6u;  b' = b + 7/8 u;
    m = -1;  m' = 7/8 m; 

    path xx, yy;
    xx = (left -- 5 right) scaled u;
    yy = xx rotated 90;

    numeric minx, maxx; path ff, gg;
    minx = xpart point 1/16 of xx;
    maxx = xpart point 15/16 of xx;
    ff = (minx, minx * m + b) -- (maxx, maxx * m + b); 
    gg = (minx, minx * m' + b') -- (maxx, maxx * m' + b'); 

    z0 = point 0.4 of ff;
    z1 = point 0.54 of ff;
    z1 0 = whatever [point 0 of gg, point 1 of gg]; x1 0 = x0;
    z1 1 = whatever [point 0 of gg, point 1 of gg]; x1 1 = x1;

    forsuffixes @=0, 1:
        draw (x@, 0) -- z@ -- (0, y@) dashed evenly scaled 3/4;
        draw z@ -- z1 @ -- (0, y1 @) dashed withdots scaled 1/2;
        label.bot("$x_{" & decimal @ & "}$", (x@, 0));
        label.lft("$y_{" & decimal @ & "}$", (0, y@));
        label.lft("$y'_{" & decimal @ & "}$", (0, y1 @));
    endfor

    draw ff withcolor 2/3 red;
    draw gg withcolor 3/4 blue;
    drawarrow xx; drawarrow yy;

    label.rt("$x$", point 1 of xx);
    label.top("$y$", point 1 of yy);

    dotlabel.urt("$b$", (0, b));
    dotlabel.urt("$b'$", (0, b'));

    draw thelabel("slope: $m=" & decimal m & "$", 7 up)
        rotated angle (1, m) shifted point 2/3 of ff;
    draw thelabel("slope: $m'=" & decimal m' & "$", 7 up)
        rotated angle (1, m') shifted point 2/3 of gg;
        
endfig;
\end{mplibcode}
\end{document}

y'ポイントを取得するための構文は少し注意が必要です。ただし、MPは変数の要素間にスペースをsuffix入れることz0 1ができるため、変数の有効な名前です。通常のzマクロマジックは、通常どおりx部分とy部分を参照することx0 1を意味しy0 1ます。

Answer 2

開始点として、最初の画像のみ。

\documentclass[margin=3mm]{standalone}
\usepackage{tikz}

\newcommand{\LinearEquation}
{%
\pgfmathsetmacro{\Slopef}{-1}% slope of the line 1
\pgfmathsetmacro{\Interceptf}{6}% intercept
\pgfmathsetmacro{\Slopes}{-0.9}% slope of the line 2
\pgfmathsetmacro{\Intercepts}{5}% intercept
\begin{tikzpicture}[>=latex]
\draw[->] (-1,0)--(8.3,0)node[below]{$x$};
\draw[->] (0,-1)--(0,8.3)node[left]{$y$};
\draw[very thick,red, domain=0:5] plot (\x,\Slopef*\x+\Interceptf);
\node at (0,\Interceptf)(b)[left]{$b$} ;
\def\x1{1.5}
\def\y1{\Slopef*\x1+\Interceptf}
\draw [dashed,blue](\x1,0)node[below]{$x1$}--(\x1,\y1)--(0,\y1)node[left]{$y1$};
\def\x2{3}
\def\y2{\Slopef*\x2+\Interceptf}
\draw [dashed,blue](\x2,0)node[below]{$x2$}--(\x2,\y2)--(0,\y2)node[left]{$y2^\prime$};

\draw[very thick,red, domain=0:5] plot (\x,\Slopes*\x+\Intercepts);
\node at (0,\Intercepts)(b)[left]{$b$} ;
\def\x1{1.5}
\def\y1{\Slopes*\x1+\Intercepts}
\draw [dashed,blue](\x1,0)node[below]{$x1$}--(\x1,\y1)--(0,\y1)node[left]{$y1^\prime$};
\def\x2{3}
\def\y2{\Slopes*\x2+\Intercepts}
\draw [dashed,blue](\x2,0)node[below]{$x2$}--(\x2,\y2)--(0,\y2)node[left]{$y2$};
\draw [<-](2.8,3.5)--(5,3.5)node[right]{Slope $m$};
\draw [<-](2.9,2.5)--(5,2.5)node[right]{Slope $m^\prime$};
\end{tikzpicture}%
}

\begin{document}
\LinearEquation
\end{document}