接線法線とX軸の間の陰影領域

Question

接線、法線、X 軸 (三角形) で囲まれた領域を埋める方法について、助けをいただけないでしょうか。かなりの資料やスレッドを読みましたが、現在グラフを設定している方法でそれを実行する方法がわかりません。

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\begin{document}

\begin{center}
\begin{tikzpicture}
    \draw (3,{0.06*exp(3)+1}) circle[radius=2pt] node[right] {$(a,f(a))$};
    \fill (3,{0.06*exp(3)+1}) circle[radius=2pt];
    \draw [<->] (-1,0) -- (7,0) node[right]{$x$};
    \draw [<->] (0,-1) -- (0,5)node[above]{$y$};
    \draw[domain=-1:4] [<->] plot (\x,{0.06*exp(\x)+1}) node[right] {$y = f(x)$};
    \draw[domain=0.5:4] [<->] plot (\x, {0.06*exp(3)*(\x-3)+0.06*exp(3)+1}) node[right] {$\ell_T$};

    \draw[domain=2:6.5] [<->] plot (\x, {-1/(0.06*exp(3))*(\x-3)+0.06*exp(3)+1}) node[right] {$\ell_N$};;
\end{tikzpicture}
\end{center} 

\end{document}

今のところはこんな感じです。

Answer 1

ライブラリを利用することもできますintersections（また、TiけZ 位置を計算します (1つの、ふ（1つの）） そのままで）：

\documentclass[tikz, border=10pt]{standalone}
\usetikzlibrary{intersections, backgrounds}
 
\begin{document}
\begin{tikzpicture}

    \draw[<->, name path=x-axis] (-1,0) -- (7,0) 
        node[right]{$x$};
    \draw[<->] (0,-1) -- (0,5) 
        node[above]{$y$};
    \draw[domain=-1:4, <->] 
        plot (\x,{0.06*exp(\x)+1}) 
        node[right] {$y = f(x)$};
    \draw[domain=0.5:4, <->, name path=tangent] 
        plot (\x, {0.06*exp(3)*(\x-3)+0.06*exp(3)+1}) 
        node[right] {$\ell_T$};
    \draw[domain=2:6.5, <->, name path=normal] 
        plot (\x, {-1/(0.06*exp(3))*(\x-3)+0.06*exp(3)+1}) 
        node[right] {$\ell_N$};

    \path[name intersections={of=normal and tangent}]
        (intersection-1) coordinate (a);
    \path[name intersections={of=normal and x-axis}]
        (intersection-1) coordinate (b);
    \path[name intersections={of=tangent and x-axis}]
        (intersection-1) coordinate (c);
        
    \filldraw (a) circle[radius=2pt] 
        node[right] {$(a,f(a))$};

    \begin{scope}[on background layer]
        \fill[red!10] (a) -- (b) -- (c) -- cycle;
    \end{scope}
    
\end{tikzpicture}
\end{document}

また、fillbetween図書館パッケージに付属していますpgfplots(ここでは少しやり過ぎかもしれませんが、たとえば 1 つの境界がプロットであるような、より複雑な設定では便利です)。

\documentclass[border=10pt]{standalone}
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.18}
\usetikzlibrary{fillbetween, backgrounds}
 
\begin{document}
\begin{tikzpicture}

    \draw (3,{0.06*exp(3)+1}) circle[radius=2pt] 
        node[right] {$(a,f(a))$};
    \fill (3,{0.06*exp(3)+1}) circle[radius=2pt];
    \draw[<->, name path=x-axis] (-1,0) -- (7,0) 
        node[right]{$x$};
    \draw[<->] (0,-1) -- (0,5) 
        node[above]{$y$};
    \draw[domain=-1:4, <->] 
        plot (\x,{0.06*exp(\x)+1}) 
        node[right] {$y = f(x)$};
    \draw[domain=0.5:4, <->, name path=tangent] 
        plot (\x, {0.06*exp(3)*(\x-3)+0.06*exp(3)+1}) 
        node[right] {$\ell_T$};
    \draw[domain=2:6.5, <->, name path=normal] 
        plot (\x, {-1/(0.06*exp(3))*(\x-3)+0.06*exp(3)+1}) 
        node[right] {$\ell_N$};

    \path[
        name path=temp,
        intersection segments={
            of=normal and tangent,
            sequence={L2 -- R1}
        }
    ] -- cycle;

    \begin{scope}[on background layer]
        \fill[
            red!10,
            intersection segments={
                of=temp and x-axis,
                sequence={L1 -- R2}
            }
        ] -- cycle;
    \end{scope}
    
\end{tikzpicture}
\end{document}

どちらも同じ出力になります: