Gráfico de líneas simple con Matplotlib

Introducción

Este tutorial demuestra cómo utilizar la librería Matplotlib de Python para crear un gráfico de líneas simple con una región sombreada que representa el área bajo la curva. El gráfico incluye una etiqueta de texto, etiquetas de ejes y colocación y etiquetas personalizadas de marcas de graduación.

Consejos sobre la VM

Una vez finalizada la inicialización de la VM, haga clic en la esquina superior izquierda para cambiar a la pestaña Cuaderno y acceder a Jupyter Notebook para practicar.

A veces, es posible que tenga que esperar unos segundos a que Jupyter Notebook termine de cargarse. La validación de operaciones no puede automatizarse debido a las limitaciones de Jupyter Notebook.

Si tiene problemas durante el aprendizaje, no dude en preguntar a Labby. Deje su retroalimentación después de la sesión y resolveremos rápidamente el problema para usted.

Definir la función

Primero, defina la función que se graficará. En este ejemplo, la función es (x - 3) _ (x - 5) _ (x - 7) + 85.

def func(x):
    return (x - 3) * (x - 5) * (x - 7) + 85

Definir los límites de la integral

A continuación, defina los límites de la integral. En este ejemplo, los límites son a = 2 y b = 9.

a, b = 2, 9

Crear los valores de x e y

Genera un rango de valores de x utilizando la función linspace de numpy. Luego, utiliza la función definida en el paso 1 para generar los valores correspondientes de y.

import numpy as np

x = np.linspace(0, 10)
y = func(x)

Crear la gráfica

Crea un objeto de figura y eje utilizando subplots. Grafica los valores de x e y utilizando plot. Establece los límites del eje y para que empiecen en 0 utilizando set_ylim.

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y, 'r', linewidth=2)
ax.set_ylim(bottom=0)

Crear la región sombreada

Crea la región sombreada utilizando un parche Polygon. Genera valores de x e y para la región utilizando linspace y la función definida en el paso 1. Luego, define los vértices de la región como una lista de tuplas. Finalmente, crea el objeto Polygon y agréguelo al eje utilizando add_patch.

from matplotlib.patches import Polygon

ix = np.linspace(a, b)
iy = func(ix)
verts = [(a, 0), *zip(ix, iy), (b, 0)]
poly = Polygon(verts, facecolor='0.9', edgecolor='0.5')
ax.add_patch(poly)

Agregar la etiqueta de la integral

Agrega la etiqueta de la integral a la gráfica utilizando text. La etiqueta debe estar centrada en el punto medio entre a y b y debe formatearse utilizando mathtext.

ax.text(0.5 * (a + b), 30, r"$\int_a^b f(x)\mathrm{d}x$",
        horizontalalignment='center', fontsize=20)

Agregar etiquetas de eje y etiquetas de marcas de graduación

Agrega las etiquetas de los ejes x e y utilizando figtext. Oculta las espinas superior e inferior utilizando spines. Establece la colocación personalizada de las marcas de graduación y las etiquetas utilizando set_xticks y set_yticks.

fig.text(0.9, 0.05, '$x$')
fig.text(0.1, 0.9, '$y$')

ax.spines[['top', 'right']].set_visible(False)
ax.set_xticks([a, b], labels=['$a$', '$b$'])
ax.set_yticks([])

Mostrar la gráfica

Utiliza show para mostrar la gráfica.

plt.show()

Resumen

Este tutorial demostró cómo utilizar la biblioteca Matplotlib de Python para crear un gráfico de líneas simple con una región sombreada que representa el área bajo la curva. El gráfico incluye una etiqueta de texto, etiquetas de eje y colocación personalizada de las marcas de graduación y las etiquetas. Siguiendo los pasos descritos en este tutorial, puedes crear gráficos similares para tus propios datos.