Matplotlibで軸ラベルと凡例に下付き文字（サブスクリプト）を表示する方法

Matplotlibでは、TeX/LaTeX形式の数式記法（$...$）を利用することで、軸ラベルや凡例に下付き文字（サブスクリプト）や上付き文字（スーパースクリプト）を簡単に表示できます。この記事では、その具体的な手順をコード例とともに解説します。

実装手順

• データの作成： NumPyを使ってxとyのデータポイントを作成します。
• プロット： 上付き文字を含むラベルを付けて、xとyのデータポイントをプロットします。
• 軸ラベルの設定： 下付き文字を含むテキストで xlabel() と ylabel() を使用します。
• 凡例の配置： legend() メソッドを使ってプロットに凡例を配置します。
• レイアウト調整： サブプロット間および周囲のパディングを自動的に調整します。
• 表示： 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"] = [7.00, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

x = np.linspace(1, 10, 1000)
y = np.exp(x)

plt.plot(x, y, label=r'$e^x$', c="red", lw=2)
plt.xlabel("$X_{axis}$")
plt.ylabel("$Y_{axis}$")
plt.legend(loc='upper left')
plt.show()

コードのポイント解説

• r'$e^x$'：raw文字列（rプレフィックス）で $ 記号で囲むと、内容が数式として解釈され、「e」の右上に「x」が上付き文字で表示されます。
• $X_{axis}$：_{ } の中括弧内の文字列が下付き文字になります。「X」の右下に「axis」が小さく表示されます。
• figure.autolayout = True：ラベルやタイトルが図の外にはみ出さないよう、余白を自動調整する設定です。

出力結果

このように、Matplotlibの数式記法を活用すれば、科学技術計算でよく使われる添え字付きの表現（化学式や物理量の単位など）も、グラフ上で美しく表現できます。