[matplotlib animation] 6.正規分布(ガウス分布)のアニメーション

はじめに
平均が移動するanimation
1. コード
2. 解説
分散が変化するアニメーション
1. コード
2. 解説
  1. データの生成
  2. アニメーションの設定
まとめ
参考

はじめに

この記事では、matplotlibのFuncAnimationを使用して正規分布（ガウス分布）のアニメーションを作成する方法について解説しています。正規分布の平均と分散をリアルタイムで変化させ、その変化を視覚的に表現するアニメーションの実装方法が紹介されています。

平均が移動するanimation

コード

解説

モジュールのインポート

軸と軸ラベル、グリッド

ax.grid()でグリッドを追加できます。

データの生成

平均$\mu$、分散$\sigma^2$の確率分布関数$p(x)$は、 $${p(x)=\frac{1}{\sqrt{2\pi}\sigma}\exp\left(-\frac{1}{2\sigma^2}(x-\mu)^{2}\right)}$$で与えられる。

norm.pdf(x, loc=0, scale=1)関数を使用して、期待値(loc)=0、標準偏差(scale)=1の正規分布の確率密度関数におけるx点での値を取得します。

xの値がlinspaceで-10～10の範囲で設定されているため、xとyの値を用いて正規分布のグラフを描画できます。

期待値（loc）を変化させるために、locsパラメータをサイン波の形で-5から5まで変動させています。

アニメーションの設定

まず空のリスト「lines」を作成して、グラフを格納できるようにします。

アニメーションでは、新しいフレームを描画する前に古いプロットを削除する必要があります。すでに「lines」にグラフが存在する場合は、「lines.pop().remove()」でそれを削除します。「loc=locs[num]」を使って、配列「locs」から順番に平均値を適用していきます。「line,」でプロットを作成し、それを「lines」リストに追加していきます。「ax.set_title」を使用して、タイトルに現在の平均値を表示します。