06. 여섯 번째 수업: 파이썬 Matplotlib 로 그리는 우주의 궤적 (Python Plotting)

# [Python Code] 이차곡선: 포물선(Parabola)과 초점(Focus) 렌더링
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 1. 포물선 마스터 키 p 설정 (초점 좌표)
p = 3  
# 안테나 수신칩(Focus)의 X 좌표 위치는 3 미터 공중입니다.

# 2. X 좌표 픽셀을 0 부터 10 까지 100조각으로 아주 잘게 썰어서 준비
# 포물선은 x가 양수인 오른쪽에서만 열리므로 0부터 시작합니다.
x_vals = np.linspace(0, 10, 100)

# 3. Y 좌표 로직 렌더링 (y^2 = 4px -> y = 루트(4px), -루트(4px))
y_vals_positive = np.sqrt(4 * p * x_vals)  # 포물선의 위쪽 절반 뚜껑
y_vals_negative = -np.sqrt(4 * p * x_vals) # 포물선의 아래쪽 절반 바닥

# 4. 그림 그리기 시작 (도화지 세팅)
plt.figure(figsize=(8, 6))

# 위아래 포물선 곡선 찢어 그리기 (색상은 미래적인 Cyan 블루!)
plt.plot(x_vals, y_vals_positive, color='c', linewidth=2, label=f'y² = {4*p}x')
plt.plot(x_vals, y_vals_negative, color='c', linewidth=2)

# 5. 초점(Focus) 점 찍기
# 좌표 (p, 0) 즉, (3, 0) 지점에 붉은 수신기 점을 박아 넣는다.
plt.scatter(p, 0, color='r', s=100, zorder=5, label=f'Focus ({p}, 0)')

# 6. 버팀목 준선(Directrix) 그리기
# 초점이 3이라면, 반대쪽 벽면 준선은 x = -3 벽이 되어야 한다.
plt.axvline(x=-p, color='m', linestyle='--', label=f'Directrix x={-p}')

# 디자인 정리, 격자(Grid) 넣고 렌더링 샷 출력!
plt.grid(True, linestyle=':', alpha=0.6)
plt.legend()
plt.title("Parabolic Antenna Focus & Directrix (Python Simulation)")
plt.axhline(0, color='black',linewidth=1)
plt.axvline(0, color='black',linewidth=1)
plt.xlim(-5, 12)
plt.ylim(-12, 12)
plt.show() # 모니터로 발사!