【Python】Matplotlibで複素数をプロットする方法（アルガンド図）

Matplotlibを使って複素数を可視化するには、複素数のデータセットを作成し、実部をx軸、虚部をy軸に対応させてプロットするのが一般的です。このように表現した図は「アルガンド図（Argand Diagram）」と呼ばれます。

手順

• 図のサイズを設定し、サブプロット間および周囲のパディングを調整します。
• ランダムな複素数データを作成します。
• subplots()メソッドを使って、図とサブプロットのセットを生成します。
• scatter()メソッドで各複素数を散布図としてプロットします。
• show()メソッドを実行して図を表示します。

サンプルコード

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

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

# 実部・虚部がランダムな複素数を10個生成
data = np.random.rand(10) + 1j * np.random.rand(10)

fig, ax = plt.subplots()
ax.scatter(data.real, data.imag, c=data.real, cmap="RdYlBu_r")

plt.show()

コードの解説

np.random.rand(10) + 1j * np.random.rand(10)により、実部と虚部がそれぞれ0以上1未満の一様乱数となる複素数が10個生成されます。data.realで実部、data.imagで虚部を取り出し、それぞれx座標・y座標として散布図に描画しています。点の色はc=data.realによって実部の値に応じて変化し、カラーマップにはRdYlBu_rを指定することで値の大小が直感的に分かるようになっています。

出力結果