这个图可以在 Tikz 中绘制吗？

Question

我只是想知道是否可以用 Latex 绘制下面的图形。我不确定是否使用 Matlab，但它是一个简单的图形，显示曲线的凹度，然后显示两条曲线相交的阴影区域。在 Matlab 上执行此操作似乎有点过头了，但这只是我的看法。

如果你们有任何资源可以帮助了解更多关于如何在 Latex 上绘制这些类型的图形的信息。

Answer 1

如果你发布你尝试过的内容，或者满足于一个包含较少文本的情节，这将有很大帮助。否则，你会让那些回答这个问题的人陷入很多麻烦。

\documentclass[tikz,border=3mm]{standalone}
\usetikzlibrary{backgrounds,intersections}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[nodes={text height=0.7em,text depth=0.25ex}]
 \draw[name path=arc] (4,0)  arc[start
 angle=0,end angle=180,radius=2]
    node[pos=0.1,above right]{$\alpha\, W(y)$};
 \draw[name path=curve] (0,0) coordinate (O)to[out=-90,in=-135] (1,0) coordinate (x)
    -- ++ (45:4) node[right] {$P(y)$};
 \draw[name path=line] (0,2) coordinate (b)node[left]{$b$} -| (2,0) node[below] {$y^*$};    
 \draw[name intersections={of=curve and line,by=a}] (a) -- (O|-a)
     node[left]{$a$};
 \draw (0,4) node[above left] {$y$} |- (5,0) node[below left] {$x$};
 \begin{scope}[on background layer]
  \draw[name intersections={of=curve and arc,by={aux,i}}];
  \clip (current bounding box.south west) rectangle (i|-b);
  \fill[gray!20] (4,0)  arc[start angle=0,end angle=180,radius=2] 
   to[out=-90,in=-135] (x)  -- ++ (45:4);
 \end{scope}
\end{tikzpicture}
\end{document}

像往常一样，有很多方法可以实现这一点。这是一种不使用库的方法。（是的，我认为这my arc/.style={insert path={...}}比 稍好一些，\def\MyArc{...}但只要这些\def在里面，tikzpicture它们就不会太糟糕。）

\documentclass[tikz,border=3mm]{standalone}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[nodes={text height=0.7em,text depth=0.25ex},
    my arc/.style={insert path={(4,0)  arc[start angle=0,end angle=180,radius=2]}},
    my curve/.style={insert path={(0,0) to[out=-90,in=-135] (1,0) -- ++ (45:4)}}]
 \begin{scope}
  \clip[my curve] -| cycle;
  \fill[gray!20,my arc] -- ++ (0,-1) -- ++ (4,0);
 \end{scope}
 \draw (0,4) node[above left] {$x$} |- (5,0) node[below left] {$y$};
 \draw[my arc] node[pos=0.1,above right]{$\alpha\, W(y)$};
 \draw[my curve] node[right] {$P(y)$};
 \draw (0,2) node[left]{$b$} -| (2,0) node[below] {$y^*$}
  (0,1) node[left]{$a$} -- (2,1) node[above left]{bla}; 
\end{tikzpicture}
\end{document}