Graphique linéaire simple avec Matplotlib

Introduction

Ce tutoriel montre comment utiliser la bibliothèque Matplotlib de Python pour créer un simple graphique en ligne avec une région ombrée représentant l'aire sous la courbe. Le graphique inclut une étiquette de texte, des étiquettes d'axe et un positionnement et des étiquettes personnalisées d'échelles.

Conseils sur la machine virtuelle

Une fois le démarrage de la machine virtuelle terminé, cliquez dans le coin supérieur gauche pour basculer vers l'onglet Carnet de notes pour accéder au carnet Jupyter pour pratiquer.

Parfois, vous devrez peut-être attendre quelques secondes pour que le carnet Jupyter ait fini de charger. La validation des opérations ne peut pas être automatisée en raison des limitations du carnet Jupyter.

Si vous rencontrez des problèmes pendant l'apprentissage, n'hésitez pas à demander à Labby. Donnez votre feedback après la session, et nous résoudrons rapidement le problème pour vous.

Définir la fonction

Tout d'abord, définissez la fonction qui sera tracée. Dans cet exemple, la fonction est (x - 3) _ (x - 5) _ (x - 7) + 85.

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

Définir les limites de l'intégrale

Ensuite, définissez les limites de l'intégrale. Dans cet exemple, les limites sont a = 2 et b = 9.

a, b = 2, 9

Créer les valeurs de x et de y

Générez une plage de valeurs de x à l'aide de la fonction linspace de numpy. Ensuite, utilisez la fonction définie dans l'étape 1 pour générer les valeurs correspondantes de y.

import numpy as np

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

Créer le graphique

Créez un objet figure et d'axe à l'aide de subplots. Tracez les valeurs de x et de y à l'aide de plot. Réglez les limites de l'axe y pour commencer à 0 à l'aide de set_ylim.

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

Créer la région ombrée

Créez la région ombrée à l'aide d'un patch Polygon. Générez les valeurs de x et de y pour la région à l'aide de linspace et de la fonction définie dans l'étape 1. Ensuite, définissez les sommets de la région comme une liste de tuples. Enfin, créez l'objet Polygon et ajoutez-le à l'axe à l'aide de 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)

Ajouter l'étiquette de l'intégrale

Ajoutez l'étiquette de l'intégrale au graphique à l'aide de text. L'étiquette devrait être centrée au point milieu entre a et b et devrait être formatée à l'aide de mathtext.

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

Ajouter les étiquettes d'axe et les étiquettes d'échelonnage

Ajoutez les étiquettes des axes x et y à l'aide de figtext. Masquez les spines supérieure et droite à l'aide de spines. Réglez le positionnement et les étiquettes d'échelonnage personnalisées à l'aide de set_xticks et 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([])

Afficher le graphique

Utilisez show pour afficher le graphique.

plt.show()

Sommaire

Ce tutoriel a démontré comment utiliser la bibliothèque Matplotlib de Python pour créer un graphique linéaire simple avec une région ombrée représentant l'aire sous la courbe. Le graphique comprenait une étiquette de texte, des étiquettes d'axe et un positionnement et des étiquettes d'échelonnage personnalisés. En suivant les étapes décrites dans ce tutoriel, vous pouvez créer des graphiques similaires pour vos propres données.