Pythonでグラフを描く

はじめに

Pythonを使ってグラフを描く方法を紹介します。
matplotlibを使います。

2次曲線

次の関数を例にして基本的なグラフの書き方を示します。

y = 4x(1-x)

定義域は[0,1]です。
plotでグラフデータを設定します。showで表示します。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x = np.linspace(0, 1, 100)
plt.figure(0)
plt.plot(x, 4*x*(1-x))
plt.show()

縦横比1：1

縦横比を1：1にします。

plt.gca().set_aspect('equal', adjustable='box')

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x = np.linspace(0, 1, 100)
plt.figure(0)
plt.gca().set_aspect('equal', adjustable='box')
plt.plot(x, 4*x*(1-x))
plt.show()

タイトル、xラベル、yラベル、グリッド

タイトル、xラベル、yラベル、グリッドを表示します。
title / xlabel / ylabel / gridを使います。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x = np.linspace(0, 1, 100)
plt.figure(0)
plt.gca().set_aspect('equal', adjustable='box')
plt.title('logistic map')
plt.grid(True)
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.plot(x, 4*x*(1-x))
plt.show()

系列の追加

plotを実行することで系列を追加できます。

plt.plot(x, x*(1-x))

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x = np.linspace(0, 1, 100)
plt.figure(0)
plt.gca().set_aspect('equal', adjustable='box')
plt.title('logistic map')
plt.grid(True)
plt.plot(x, 4*x*(1-x))
plt.plot(x, x*(1-x))
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.show()

凡例

凡例はlegendで設定します。

plt.legend(["r=4", "r=1"])

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x = np.linspace(0, 1, 100)
plt.figure(0)
plt.gca().set_aspect('equal', adjustable='box')
plt.title('logistic map')
plt.grid(True)
plt.plot(x, 4*x*(1-x))
plt.plot(x, x*(1-x))
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.legend(["r=4", "r=1"])
plt.show()

数式、フォントサイズ

$で囲むことで数式が入力できます。fontsizeでフォントサイズを指定できます。

plt.xlabel('$x$', fontsize=20)
plt.ylabel('$y(x)$', fontsize=20)

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x = np.linspace(0, 1, 100)
plt.figure(0)
plt.gca().set_aspect('equal', adjustable='box')
plt.title('logistic map')
plt.grid(True)
plt.plot(x, 4*x*(1-x))
plt.plot(x, x*(1-x))
plt.xlabel('$x$', fontsize=20)
plt.ylabel('$y(x)$', fontsize=20)
plt.legend(["r=4", "r=1"])
plt.show()

References

• [1] https://matplotlib.org/contents.html