[Mathematica] 함수를 그래프로 그리기! (Plot)

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Mathematica로 그래프를 그리는 방법에 대해서 알아보자.

크게 두가지 명령어를 사용하는데, 

함수를 그래프화할 때는 Plot명령어를 사용하고, 

데이터를 그래프화 할 때는 ListPlot명령어를 사용한다. 

(ListPlot에 대해서는 다른 포스팅을 참고!)

그리고 Plot으로 그린 그래프와 ListPlot으로 그린 그래프를 합칠 때는 Show명령어를 사용한다.

(Show에 대해서는 다른 포스팅을 참고!)

여기서는 Plot에 대해서 알아보자.
가장 기본이 되는 구조는 아래와 같다.

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1	Plot[함수, {독립변수, 독립변수최소값, 독립변수최소값}]

사실 위의 기본명령어를 사용하면 그래프가 그려지지만, 아무래도 그래프가 좀 밋밋할 것이다.

(위에서 독립변수는 우리가 주로 x라고 지칭하는 우리가 변화시키는 변수이다)

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아래부터는 어떻게 Plot을 꾸미는 지에 관한 것이다.

 이 때, 사용하는 게 PlotStyle이라는 명령어로 Plot이나 Listplot명령어 안에 사용한다.

또한 나는 Frame타입의 그래프를 선호하기에 Frame->True라는 명령어로 Frame을 사용할 것이다.

또는 레전드 명령어인 PlotLegends를 사용하여 그래프에 대한 설명을 추가할 수 있다.
 

또한 x와 y축의 라벨을 FrameLabel명령어에 의해 추가할 수 있다.

(Frame을 사용하지 않았으면, AxesLabel임.)

아래는 기본적인 꾸밈이 추가된 그래프의 기본구조이다.

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Plot[함수, {독립변수, 독립변수최소값, 독립변수최소값}, Frame -> True,  PlotStyle -> {그래프색깔, Thickness[두께값입력]}, PlotLegends -> {"그래프 설명입력"},  FrameLabel -> {Style["x축 설명", FontSize -> 폰트크기],    Style["y축 설명", FontSize -> 폰트크기]}]

복잡해보이지만, 그냥 복사,붙여넣기하여 조절하고 싶은 부분만 바꾸면 될 것이다.

(보통 두께값과 폰트크기는 0.01과 12면 적당하다고 생각한다.)

위에서 색깔이나 두께 등을 기본값으로 놔둘것이라면, PlotStyle 항목을 빼면된다.

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예를 들어, y=3x³라는 함수를 0<x<3의 구간에서 빨간 선으로 0.01의 두께로 Test라는 설명으로 

그리는 명령어와 출력된 그래프는 아래와 같다.

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Plot[3 x^3, {x, 0, 3}, Frame -> True,  PlotStyle -> {Red, Thickness[0.01]}, PlotLegends -> {"Test"},  FrameLabel -> {Style["x", FontSize -> 12],    Style["y", FontSize -> 12]}]

이 이외에도 그래프를 그림에 있어 많은 옵션들이 존재한다.

이러한 다양한 옵션에 대해서는 공식 Mathematica 설명 웹페이지에서 찾아보도록 하자.