تُعد المقاييس اللوغاريتمية أساسية عند تصور البيانات التي تمتد على عدة أوامر من حيث الحجم. وعلى عكس المقاييس الخطية، تُمثل المقاييس اللوغاريتمية البيانات بشكل يتناسب مع لوغاريتم القيمة. يسمح هذا بتقديم تمثيل أوضح للنطاقات الكبيرة من البيانات، ويسلط الضوء على التغيرات الدقيقة على المقاييس الأصغر. توفر مكتبة Matplotlib، وهي مكتبة قوية لرسم الرسوم البيانية في بايثون، عدة طرق لإنشاء رسوم بيانية ذات محاور لوغاريتمية. تستكشف هذه المقالة هذه الطرق، وتقارن وظائفها، وتُظهر استخدامها بأمثلة واضحة.
محتويات الجدول
- إنشاء رسوم بيانية لوغاريتمية باستخدام
set_xscale()وset_yscale() - استخدام
semilogx()وsemilogy()من أجل الراحة - إنشاء رسوم بيانية لوغاريتمية مزدوجة باستخدام
loglog()
إنشاء رسوم بيانية لوغاريتمية باستخدام set_xscale() و set_yscale()
يتضمن النهج الأكثر أساسية استخدام طريقتي set_xscale() و set_yscale() من كائن Axes في Matplotlib. توفر هاتان الطريقتان تحكمًا دقيقًا في قياس المحور.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
# بيانات نموذجية
x = np.linspace(0.1, 100, 100)
y = x**2
# إنشاء الرسم البياني
fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y)
# ضبط المحور السيني على مقياس لوغاريتمي
ax.set_xscale('log')
# إضافة تسميات وعنوان من أجل الوضوح
ax.set_xlabel('المحور السيني')
ax.set_ylabel('المحور الصادي')
ax.set_title('رسم بياني لوغاريتمي للمحور السيني')
# عرض الرسم البياني
plt.show()
يُنشئ هذا الكود رسمًا بيانيًا ذي محور سيني لوغاريتمي. يؤدي استبدال ax.set_xscale('log') بـ ax.set_yscale('log') إلى إنشاء رسم بياني ذي محور صادي لوغاريتمي. ويمكن استخدام كليهما معًا للحصول على رسم بياني لوغاريتمي مزدوج.
استخدام semilogx() و semilogy() من أجل الراحة
توفر Matplotlib الوظيفتين المريحيتين semilogx() و semilogy(). تبسط هاتان الوظيفتان العملية من خلال الجمع بين الرسم البياني وقياس المحور في مكالمة واحدة.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
# بيانات نموذجية
x = np.linspace(0.1, 100, 100)
y = x**2
# إنشاء الرسم البياني بمقياس لوغاريتمي للمحور السيني
plt.semilogx(x, y)
# إضافة تسميات وعنوان
plt.xlabel('المحور السيني (مقياس لوغاريتمي)')
plt.ylabel('المحور الصادي')
plt.title('رسم بياني Semilogx')
# عرض الرسم البياني
plt.show()
ينتج هذا الكود نفس النتيجة مثل المثال السابق ولكن بعدد أقل من الأسطر. استخدم plt.semilogy(x, y) لمحور صادي لوغاريتمي.
إنشاء رسوم بيانية لوغاريتمية مزدوجة باستخدام loglog()
بالنسبة للرسوم البيانية التي تحتوي على محوري سيني وصادي على مقاييس لوغاريتمية، توفر دالة loglog() حلاً موجزًا.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
# بيانات نموذجية
x = np.linspace(0.1, 100, 100)
y = x**2
# إنشاء الرسم البياني اللوغاريتمي المزدوج
plt.loglog(x, y)
# إضافة تسميات وعنوان
plt.xlabel('المحور السيني (مقياس لوغاريتمي)')
plt.ylabel('المحور الصادي (مقياس لوغاريتمي)')
plt.title('رسم بياني لوغاريتمي مزدوج')
# عرض الرسم البياني
plt.show()
يُنشئ هذا بكفاءة رسمًا بيانيًا لوغاريتميًا مزدوجًا، وهو مثالي للبيانات ذات النطاقات الواسعة على كلا المحورين. تذكر دائمًا وضع تسميات للمحاور وإضافة عناوين من أجل الوضوح والتواصل الفعال.