シグモイド関数の描画

gnuplotもインストールしたし、matplotlibも使える状態だしということで、なんだかんだ可視化やグラフ描画をするツールは割りと揃ってきた。。

それぞれ、ツールの使い方の勉強という意味含め、ニューラルネットなどででてくるのシグモイド関数の振る舞いをイメージしておきたいなども理由もあるので、シグモイド関数を描画してみようと思い描画してみた。。

gnuplotでの描画

gnuplotでもfor文が使えるらしいのでそれを使う。

ターミナルを起動して、gnuplotを起動する。

hiroshi-no-MacBook-Air:Pro-tr hiroshi$ gnuplot     #gnuplotと打ち込んでreturnを押す

起動したら次のように打ちます。

gnuplot> set yrange[0:1]　　　　　　　#見栄えを良くするための設定。y軸方向の描画範囲の指定。
gnuplot> plot for [i=0:10] 1/(1+exp(-i*x/10))

これを実行すると、次のような図が表示される。

gnuplotを起動したときに、毎回表示されるバージョンを確認しよう。
どうやら、plot forという書き方はバージョン4.4からの機能のようだ。
(参考:明日できること)

matplotlibでの描画

matplotlibでは次のように描画する。

matplotlibとscipyがインストールできていることは前提。 インストールできていない場合はまずこちらから。
Macでpython3の環境構築9---Scipyのインストール---
Macでpython3の環境構築4---Matplotlibのインストール1---

from matplotlib import pyplot as plt
import scipy as sp

x=sp.arange(-10,10,0.1)
for t in range(10):        #必要なグラフは先にすべて生成する。
  y=1/(1+sp.exp(-(2*t*x/10)))
  plt.plot(x,y)         


plt.show()   #最後にまとめて描画すると重ねて表示される。

matplotlibの使い方の説明にもなってしまうが、グラフを重ねて描画するときは、先にplt.plot()、plt.plot()という感じで必要なグラフをすべて生成して、最後にplt.show()をして最後に描画する。

上記を例えば、テキストファイルに書き、sigmoid.pyという名前で保存。sigmoid.pyがあるカレントディレクトリに移動して、

hiroshi-no-MacBook-Air:Pro-tr hiroshi$ python3 sigmoid.py

とコマンドを打って実行すると、次のような画面が出てくる。

for文のところで、あまり数を刻みすぎてしまうと、グラフが表示されたときよくわからない表示になってしまうので、適当に間引いて描画したほうがそれらしくみえる。

参考にしたページや文献・書籍
明日できること
シグモイド関数---wiki