概要

xの値の範囲を決め、そのxに対する計算式または関数を指定してx-yグラフを描画する。
これにはCERN ROOTのclass TF1を使う。

実行環境

sw_vers
ProductName:		macOS
ProductVersion:		14.6.1
BuildVersion:		23G93

root --version
ROOT Version: 6.32.06
Built for macosxarm64 on Sep 21 2024, 18:21:53
From tags/6-32-06@6-32-06

計算式を文字列で与える

root [0] auto tf = new TF1("sin","TMath::Sin(x)", 0,10);
root [1] tf->Draw();
Info in <TCanvas::MakeDefCanvas>:  created default TCanvas with name c1
root [2]

"TMath::Sin(x)"が計算式です。２次関数なら"x*x+3*x+1"となどとできます。ROOTで使える関数ならいろいろな関数を含めた計算式が指定できます。
第３、4の引数がxの値の範囲です。
また、計算した(x,y)の点をマーカーで表示したい場合は次のようにします。

root [0] auto tf = new TF1("sin","TMath::Sin(x)", 0,10);
root [1] tf->SetMarkerStyle(20);
root [2] tf->Draw("pl");
Info in <TCanvas::MakeDefCanvas>:  created default TCanvas with name c1
root [3]

計算しているx座標の数を指定することが次のようにするとできます。

root [3] tf->SetNpx(30);

Drawを実行しなくても即座にグラフへ反映されます。マーカーを数えたら30有りました。

パラメータ付き計算式

２次関数$ax^2+bx+c$の$a,b,c$をパラメータとする。

root [0] auto tf = new TF1("xx","[0]*x*x+[1]*x+[2]", -10,10);
root [1] tf->SetParameters(1,-2,-10);
root [2] tf->Draw();
Info in <TCanvas::MakeDefCanvas>:  created default TCanvas with name c1
root [3]

[0],[1],[2]がそれぞれ$a,b,c$を表している。SetParametersの引数が順番に
[0],[1],[2]へ値を設定している。Drawの後にSetParametersで値を変更すると即座にグラフが更新される。また、個別にパラメータを変更したい場合はtr->SetParameter(0,3);とすると[0]の値が3に変更されグラフも更新される。

計算式をCの関数として定義

上記と同様の２次関数をCの関数で計算する例を示します。

root [0] Double_t func(Double_t *x, Double_t *p){Double_t xx = *x; return p[0]*xx*xx+p[1]*xx+p[2];}
root [1] auto tf = new TF1("xx",func, -10,10, 3);
root [2] tf->SetParameters(1,-2,-10);
root [3] tf->Draw();
Info in <TCanvas::MakeDefCanvas>:  created default TCanvas with name c1
root [4]

計算する関数をDouble_t 関数名(Double_t *x, Double_t *p)として定義します。TF1の第５引数の値の数だけのパラメータをSetParamtersなどで設定した値が　pに渡されます。パラメータが無いときは第5引数に０指定するか省略します。

終わりに

使用は限定されますが、TGraphより簡便に使えます。また、計算式の設定の仕方は上記以外にも幾つかあります。