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問題文
$a,b$ を実数とする。座標平面上の放物線 $$C:y=x^{2}+ax+b$$ は放物線 $y=-x^{2}$ と2つの共有点を持ち、一方の共有点の $x$ 座標は $-1\lt x\lt0$ を満たし、他方の共有点の $x$ 座標は $0\lt x\lt1$ を満たす。
  1. 点 $(a,b)$ のとりうる範囲を座標平面上に図示せよ。
  2. 放物線 $C$ の通りうる範囲を座標平面上に図示せよ。
(2021 東京大学 理系第1問 文系第3問)
コード
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as ani

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座標のセッティング
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def ax_settings(ax,left,right,bottom,top):
    ax.set_xlim(left,right)
    ax.set_ylim(bottom,top)
    ax.set_xticks(np.arange(left,right+1,1))
    ax.set_yticks(np.arange(bottom,top+1,1))
    ax.axhline(0,color='0.2')
    ax.axvline(0,color='0.2')
    ax.set_aspect("equal")
    ax.grid()

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放物線
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def f(x):
    y = x**2 + a*x + b
    return y

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点(a,b)の経路
'''
def path(T,i):
    t = T[i]
    if t<2*np.sqrt(2):
        t = t/np.sqrt(2)
        a = t
        b = t-2
    elif t<2*np.sqrt(2)+4:
        t = t-2*np.sqrt(2)
        a = 2-t
        b = 0
    else:
        t = (t-(2*np.sqrt(2)+4))/np.sqrt(2)
        a = t-2
        b = -(t-2)-2
    return a,b

'''
図の準備
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fig = plt.figure()
fig.suptitle("2021東大数学 理系第1問 文系第3問",x=0.5, y=0.9)
ax1 = fig.add_subplot(121)
ax1.set_title("xy平面")
ax2 = fig.add_subplot(122)
ax2.set_title("ab平面")
ax_settings(ax1,-4,4,-4,4)
ax_settings(ax2,-4,4,-4,4)

'''
変数の準備
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x = np.arange(-4,4,0.1)
T = np.arange(0,4+4*np.sqrt(2),0.1)

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動画を作成する
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imgs = []
for i in range(len(T)):
    
    img1 = ax1.plot()
    img2 = ax2.plot()
    
    '''
    過去の軌跡
    '''
    for j in range(i):
        a,b = path(T,j)
        img1 += ax1.plot(x,f(x),color=(0,0,0,0.2))
        img2 += ax2.plot(a,b,marker=".",color=(1,0,0,0.2))
        
    '''
    現在地
    '''
    a,b = path(T,i)
    img1 += ax1.plot(x,f(x),color="k")
    img2 += ax2.plot(a,b,marker="o",color=(1,0,0))
    
    '''
    パラメータの表示
    '''
    img2 +=[ax2.text(1.2,3.2,"a= "+"{:4.1f}".format(a))]
    img2 +=[ax2.text(1.2,2.2,"b= "+"{:4.1f}".format(b))]
        
    img = img1 + img2
    imgs.append(img)
    
mov=ani.ArtistAnimation(fig, imgs, 50)
plt.show()
解説になっているのか?甚だギモンな動画
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