こんにちは、鯨井貴博@opensourcetechです。
AIを学ぶ 第2弾は、 Numpy と Matplotlib を使った指数関数・対数関数 のグラフ化を紹介します。
なお、使用するPython3については、以下の記事などを参考にインストールします。
また、Numpy や Matplotlib のインストールや基本的な操作については、以下を参考にしてください。
指数関数 と 対数関数
①指数関数（「2」を底・「3」を指数・「8」を真数 と呼びます。）
②対数関数（「2」を底・「3」を指数・「8」を真数 と呼びます。）
それぞれの関係については、以下を参考にさせてもらいました。
指数と対数の関係｜数学｜苦手解決Q&A｜進研ゼミ高校講座｜ベネッセコーポレーション
グラフ化
グラフ化は、以下のように操作します。
bash-3.2$ python3
Python 3.6.5 (default, Apr 25 2018, 14:23:58)
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 9.1.0 (clang-902.0.39.1)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import numpy as np
>>> import matplotlib.pyplot as plt
>>> x1 = np.linspace(-10, 10, 100)・・・変数x1の定義
>>> y1 = 2**x1・・・変数y1の定義
>>> x2 = np.linspace(0.001, 10, 100)・・・変数x2の定義
>>> y2 = np.log(x2) / np.log(2)・・・変数21の定義
>>> plt.plot(x1, y1, 'green', label='$y=2^x$')・・・凡例表示1
[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x114506898>]
>>> plt.plot(x2, y2, 'orange', label='$y=log(2)x$')・・・凡例表示2
[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x10fe3d630>]
>>> plt.plot(x1, x1, 'black', label='$y=x$', linestyle='dashed')・・・凡例表示3（破線）
[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x11451c128>]
>>> plt.ylim(-10, 10)・・・Y軸方向の表示範囲
(-10, 10)
>>> plt.xlim(-10, 10)・・・X軸方向の表示範囲
(-10, 10)
>>> plt.grid(True)・・・グリッド線の有効化
>>> plt.legend(loc='upper left')・・・凡例表示（左上）
<matplotlib.legend.Legend object at 0x11451c240>
>>> plt.show()・・・グラフ表示
Python 3.6.5 (default, Apr 25 2018, 14:23:58)
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 9.1.0 (clang-902.0.39.1)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import numpy as np
>>> import matplotlib.pyplot as plt
>>> x1 = np.linspace(-10, 10, 100)・・・変数x1の定義
>>> y1 = 2**x1・・・変数y1の定義
>>> x2 = np.linspace(0.001, 10, 100)・・・変数x2の定義
>>> y2 = np.log(x2) / np.log(2)・・・変数21の定義
>>> plt.plot(x1, y1, 'green', label='$y=2^x$')・・・凡例表示1
[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x114506898>]
>>> plt.plot(x2, y2, 'orange', label='$y=log(2)x$')・・・凡例表示2
[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x10fe3d630>]
>>> plt.plot(x1, x1, 'black', label='$y=x$', linestyle='dashed')・・・凡例表示3（破線）
[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x11451c128>]
>>> plt.ylim(-10, 10)・・・Y軸方向の表示範囲
(-10, 10)
>>> plt.xlim(-10, 10)・・・X軸方向の表示範囲
(-10, 10)
>>> plt.grid(True)・・・グリッド線の有効化
>>> plt.legend(loc='upper left')・・・凡例表示（左上）
<matplotlib.legend.Legend object at 0x11451c240>
>>> plt.show()・・・グラフ表示
plt.show()とすると、以下のようなグラフが表示されます。
※×をクリックして、閉じれます。
