Matplotlibでエラーバー付きグラフの表示範囲を設定する方法

Matplotlibでエラーバー付きのグラフを描画し、表示範囲やサブプロットを適切に設定するには、以下の手順に従います。

基本的な手順

1. 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。
2. NumPyを使用してxデータとyデータを作成します。
3. figureオブジェクトとサブプロットのセットを作成します。
4. errorbar()メソッドを使って、y対xの関係を線やマーカーで描画し、エラーバーを付加します。
5. show()メソッドを呼び出して、図を画面に表示します。

コード例

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.50, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

x = np.arange(0.1, 4, 0.5)
y = np.exp(-x)

fig, ax = plt.subplots()
ax.errorbar(x, y, xerr=0.2, yerr=0.4)

plt.show()

コードの解説

plt.rcParams["figure.figsize"]で図のサイズを幅7.50インチ・高さ3.50インチに指定し、figure.autolayoutをTrueにすることで、ラベルやタイトルが図の外にはみ出さないよう余白が自動調整されます。

np.arange(0.1, 4, 0.5)は0.1から4未満まで0.5刻みの数値配列を生成し、y = np.exp(-x)はその各要素に対する指数関数 e^-x の値を計算します。

ポイントとなるのは ax.errorbar(x, y, xerr=0.2, yerr=0.4) の部分です。xerr引数でx方向に±0.2、yerr引数でy方向に±0.4の誤差範囲を指定しており、各データ点に水平・垂直両方のエラーバーが描画されます。これにより、測定値の不確かさを視覚的に表現できます。

実行結果

まとめ

このように、errorbar()メソッドを使えばわずか数行のコードでエラーバー付きのグラフを作成できます。実験データや統計データの可視化において、誤差の大きさを直感的に伝えたい場合に非常に便利な機能です。必要に応じてxerrやyerrに配列を渡せば、データ点ごとに異なる誤差範囲を設定することも可能です。