Matplotlibでsemilogx・semilogyを使った対数スケールプロットを作成する方法

Matplotlibでは、semilogxやsemilogyを使うことで、片方の軸だけに対数スケールを適用したグラフを簡単に作成できます。ここでは、X軸とY軸それぞれに対数スケーリングを設定したプロットの作り方を、具体的な手順とともに解説します。

semilogx・semilogyプロットの作成手順

• 図（figure）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データとyデータの点をscatter()で散布図として描画し、plot()で線を重ねて表示します。
• semilogx()を呼び出して、X軸に対数スケーリングを適用します。
• semilogy()を呼び出して、Y軸に対数スケーリングを適用します。
• 最後にshow()メソッドを実行して、図を画面に表示します。

コード例

import matplotlib.pyplot as plt

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

x = [10, 100, 1000, 10000, 100000]
y = [2, 4, 8, 16, 32]

fig = plt.figure()

plt.scatter(x, y)
plt.plot(x, y)

plt.semilogx()
plt.semilogy(basey=2)

plt.show()

このコードでは、xに10から100000までの値（各桁が10倍ずつ増加）、yに2から32までの値（2倍ずつ増加）を使用しています。semilogx()によりX軸が常用対数（底10）のスケールになり、semilogy(basey=2)によりY軸が底2の対数スケールになります。その結果、指数的な増加をするデータが直線的に見えるようになります。

出力結果

実行すると、X軸が10刻みの対数目盛り、Y軸が2刻みの対数目盛りで表示されたグラフが描画されます。このように対数スケールを活用すると、桁違いに大きくなるデータや指数関数的な変化を含むデータも、見やすい形で可視化できます。