파이썬에서 def 키워드로 정의한 함수를 그래프로 시각화하려면 다음 단계를 따르면 됩니다.
기본 절차
- 그림(figure) 크기를 설정하고 서브플롯 주변과 사이의 여백을 조정합니다.
- def 키워드를 사용해 사용자 정의 함수, 예를 들어 f(x)를 만듭니다.
- NumPy를 이용해 x 데이터 포인트를 생성합니다.
- plot() 메서드로 x와 f(x)를 플롯합니다.
- 그래프를 화면에 표시하려면 show() 메서드를 사용합니다.
예제 코드
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.50, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True
def f(x):
return np.sin(x) + x + x * np.sin(x)
x = np.linspace(-10, 10, 100)
plt.plot(x, f(x), color='red')
plt.show()코드 설명
위 코드의 핵심 부분을 살펴보면 다음과 같습니다.
1. 함수 정의
f(x)는 sin(x) + x + x·sin(x)를 계산하는 사용자 정의 함수입니다. NumPy의 벡터화 연산 덕분에 배열 전체를 한 번에 처리할 수 있습니다.
2. 데이터 포인트 생성
np.linspace(-10, 10, 100)은 -10부터 10까지의 구간을 100개의 균등한 간격으로 나눈 x 값을 생성합니다. 포인트 수가 많을수록 곡선이 더 매끄럽게 표현됩니다.
3. 그래프 그리기
plt.plot(x, f(x), color='red')는 x 값에 대응하는 f(x) 값을 빨간색 선으로 연결해 그립니다. 색상 외에도 선 스타일(linestyle)이나 두께(linewidth) 등 다양한 옵션을 추가할 수 있습니다.
실행 결과
코드를 실행하면 -10부터 10 범위에서 진동하면서 증가하는 함수 f(x) = sin(x) + x + x·sin(x)의 곡선이 빨간색 실선으로 표시됩니다.
이 방식은 어떤 파이썬 함수든 손쉽게 시각화할 수 있는 가장 기본적인 패턴이므로, 수학적 함수 분석이나 데이터 시각화 작업에 널리 활용됩니다.