PythonのMatplotlibで曲線とX軸の間の領域を塗りつぶす方法

PythonのMatplotlibを使って、曲線とX軸の間の領域を塗りつぶす方法を解説します。データの可視化において、曲線の下側の領域を色で強調することは、グラフの視認性を高めるために非常に有効です。

手順

• 図のサイズを設定し、サブプロット間および周囲の余白（パディング）を調整します。

• NumPyを使用して x および y のデータポイントを作成します。

• plot() メソッドを使って、x と y のデータポイントをプロットします。

• fill_between() メソッドを使用して、曲線とX軸の間の領域を塗りつぶします。

• show() メソッドを呼び出して、図を表示します。

コード例

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 図のサイズを設定
plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.00, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

# x と y のデータポイントを作成
x = np.linspace(-5, 5, 100)
y = np.sin(x)

# x と y のデータポイントをプロット
plt.plot(x, y)

# 領域に色を付けて塗りつぶす
plt.fill_between(x, 0, y, color='orange')

# グラフを表示
plt.show()

実行結果

上記のコードを実行すると、次のような出力が得られます。

解説

この例では、np.linspace(-5, 5, 100) によって -5 から 5 までの範囲に 100 個の等間隔のデータポイントを生成し、その正弦波（sin関数）をプロットしています。

ポイントとなるのは plt.fill_between(x, 0, y, color='orange') の部分です。第1引数にx座標、第2引数に塗りつぶしの下限値（ここでは0＝X軸）、第3引数に上限値（y の値）を指定することで、曲線とX軸の間の領域がオレンジ色で塗りつぶされます。なお、y の値が負になる区間では、自動的にX軸より下側の領域が塗りつぶされます。

また、color 引数を変更すれば任意の色を指定でき、alpha 引数を追加すれば塗りつぶしの透明度も調整可能です。