Matplotlib Pyplotでグラフの最大値に自動的に注釈を付ける方法

Pyplot（matplotlib.pyplot）でグラフの最大値に注釈を付けるには、以下の手順に従います。

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。
• 新しい図を作成するか、既存の図をアクティブにします。
• x軸・y軸のデータポイントのリストを作成します。
• numpyを使用して、xとyのデータポイントをプロットします。
• y配列の中から最大値を求め、その最大値に対応する配列内の位置（インデックス）を取得します。
• 取得した座標に対して「local max」などの注釈を追加します。
• 図を表示するには、show() メソッドを使用します。

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

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)

x = np.array([1, 3, 5, 3, 1])
y = np.array([2, 1, 3, 1, 2])
line, = ax.plot(x, y)

ymax = max(y)
xpos = np.where(y == ymax)
xmax = x[xpos]

ax.annotate('local max', xy=(xmax, ymax), xytext=(xmax, ymax + 5), arrowprops=dict(facecolor='black'),)

plt.show()

処理のポイント解説

このコードの重要な部分を詳しく見ていきましょう。

• max(y)：y配列から最大値を取得します。この例では 3 が最大値となります。
• np.where(y == ymax)：y配列の中で最大値が存在する位置（インデックス）を返します。
• x[xpos]：そのインデックスに対応するxの値を取得し、注釈を付ける座標を特定します。
• ax.annotate()：注釈テキストの位置（xytext）を矢印で指し示す対象の点（xy）から少し上にずらすことで、矢印付きの注釈を表示しています。arrowprops で矢印の色などをカスタマイズできます。

出力結果

上記のコードを実行すると、折れ線グラフのピーク（最大値）の位置に黒い矢印とともに「local max」という注釈が自動的に表示されます。

この手法は、データ分析やレポート作成の際に、グラフ上の重要なポイント（最大値・最小値など）を視覚的に強調したい場合に非常に便利です。同様の方法で最小値に注釈を付けることも可能です（min(y) を使用）。