03 Matplotlibによる可視化

可視化 (visualization)は計算結果をグラフにして確認する作業で，Python では Matplotlib が標準的に使われる．

`plt.plot` で折れ線を描く¶

Matplotlib の pyplot モジュールを plt として，math も併せて読み込みます．

# 03-01. plot関数
import matplotlib.pyplot as plt
import math

plt.plot は，「x座標のリスト」と「y座標のリスト」を受け取り，対応する点を結ぶ折れ線を描きます．

x_list = [0, math.pi / 2, math.pi, 3 * math.pi / 2, 2 * math.pi]
y_list = [0, 1, 0, -1, 0]

plt.plot(x_list, y_list)

ループでデータを作って可視化する¶

for ループでデータを生成して点の数を増やし，なめらかな曲線を描きます．

# 03-02. sin関数のプロット

x_start = 0
x_end = 2 * math.pi
step = math.pi / 36

i_start = 0
i_end = int((x_end - x_start) / step)

x_list = []
y_list = []
for i in range(i_start, i_end + 1):
    x = x_start + step * i
    y = math.sin(x)
    x_list.append(x)
    y_list.append(y)

plt.plot(x_list, y_list)

演習¶

Solution to Exercise 1

import math

import matplotlib.pyplot as plt

x_start = 0
x_end = 4 * math.pi
step = math.pi / 36

x_list = []
y_list = []
i_end = int((x_end - x_start) / step)
for i in range(i_end + 1):
    x = x_start + step * i
    x_list.append(x)
    y_list.append(math.cos(x))

plt.plot(x_list, y_list)

Solution to Exercise 2

import math

import matplotlib.pyplot as plt


def plot_sin(step):
    x_start = 0
    x_end = 2 * math.pi
    i_end = int((x_end - x_start) / step)
    x_list = []
    y_list = []
    for i in range(i_end + 1):
        x = x_start + step * i
        x_list.append(x)
        y_list.append(math.sin(x))
    plt.plot(x_list, y_list, marker="o")

plot_sin(math.pi / 2)

plot_sin(math.pi / 4)

plot_sin(math.pi / 8)

plot_sin(math.pi / 90)

刻み幅が大きいと折れ線がガタガタになり，小さくするほどなめらかな曲線に見える．

plt.plot で折れ線を描く¶

ループでデータを作って可視化する¶

演習¶

`plt.plot` で折れ線を描く¶