Matplotlibでプロット内に軸線（X軸・Y軸）を描く方法をわかりやすく解説

Matplotlibでは、グラフの枠線（スパイン）の位置や色を調整することで、プロット領域の中央にX軸・Y軸の軸線を描くことができます。本記事では、その具体的な手順とサンプルコードを紹介します。

実装の手順

• 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。
• 新しい図を作成するか、既存の図をアクティブにします。
• NumPyを使ってX軸のデータポイントを生成します。
• サブプロット配置の一部として、図に「ax」を追加します。
• plot()メソッドを使用して、xと x**x のデータポイントをプロットします。
• 左側と下側のスパイン（軸線）の位置を「0」に設定し、右側と上側のスパインの色を「none」にして非表示にします。
• 最後にshow()メソッドで図を表示します。

サンプルコード

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.00, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

fig = plt.figure()

x = np.linspace(-5, 5, 100)

ax = fig.add_subplot(111)
ax.plot(x, x*x)

ax.spines['left'].set_position('zero')
ax.spines['right'].set_color('none')
ax.spines['bottom'].set_position('zero')
ax.spines['top'].set_color('none')

plt.show()

出力結果

このコードを実行すると、以下のようなグラフが出力されます。左側と下側の軸線が原点（0, 0）を通るように移動し、数学の教科書でよく見られるような座標軸スタイルのグラフが描画されます。

ポイント解説

ここで重要なのは spines オブジェクトの操作です。set_position('zero') を指定することで、軸線をデータ座標のゼロ位置（原点）に移動できます。また、set_color('none') を使うことで、不要な上下右の枠線を消去し、すっきりとした見た目のグラフを作成できます。関数の挙動を直感的に示したい場合などに非常に便利なテクニックです。