数学の概念が図で表せたら苦手な数学もちゃんと覚えられるのでは？という思いで、Juliaを使って数学の可視化を始めてみました。
このシリーズでは、数学の歴史的な発見をJuliaで再現しながら、可視化のコードを書いていきます。
開発環境
ブラウザ Chrome
プラットフォーム Google Colaboratory
ローカルにJulia環境を構築しなくても簡単にJuliaを実行するために、Google Colaboratory(Colab)を使用しています。
ランタイムのタイプをJuliaに変更することで、すぐにコードを動かせるようになります。（2026年8月1日現在）
ランタイムのタイプを変更をクリック
↓
Juliaを選択して保存
コード実行の際自動でJuliaにランタイムを割り当ててくれるので、厳密に設定しなくても大丈夫です。
最初に、すべての基本となるグラフの土台から作っていきます。
グラフの土台を作る
Juliaでは Plots.jl というパッケージを使うことで、数値データや数式をグラフとして可視化できます。まずはplot 関数を使って、グラフの設定をしていきます。
using Plots # Plotsを使う宣言
# 1. 表示したいグラフの範囲を変数に代入する
x_min, x_max = -5, 5 # X軸で最小-５、最大5の範囲に設定
# 2. グラフの土台用に空のプロットを作成する
plot([],[], # 「空のデータ」を渡して、枠組みだけ作る
xlims=(x_min, x_max), # 横の範囲
ylims=(-1, 1), # 縦の範囲
xticks=x_min:1:x_max, # 横軸（x軸）の目盛りを1刻みにする
yticks=false, # 縦の目盛りは消す
grid=:x, # x軸の目盛り位置に合わせて縦方向のグリッド線を表示する
gridalpha=0.3, # グリッドの透明度
gridstyle=:dash, # グリッドを点線にする
size=(600, 120), # 画像のサイズ
label="", # ラベル（今の段階では非表示）
legend=false, # 凡例をオフにする
)
↓
x軸 -5 〜 5、y軸 -1 〜 1のグラフの土台が表示されました。
グラフに点を打つ
次に、グラフの中に点を打ってみます。
（先に記述したコードを再び書かなくても、新しいセルで上書きすることができますが、わかりやすいように土台のコードももう一度書いています）
点を表示させるために「散布図」を作るscatter関数を使います。Juliaでは、既存のグラフを変更する関数に慣習的に「!」が付けられています。
using Plots # Plotsを使う宣言
# 以下土台（再掲）
x_min, x_max = -5, 5 # X軸で最小-５、最大5の範囲に設定
plot([],[], # 「空のデータ」を渡して、枠組みだけ作る
xlims=(x_min, x_max), # 横の範囲
ylims=(-1, 1), # 縦の範囲
xticks=x_min:1:x_max, # 横軸（x軸）の目盛りを1刻みにする
yticks=false, # 縦の目盛りは消す
grid=:x, # x軸の目盛り位置に合わせて縦方向のグリッド線を表示する
gridalpha=0.3, # グリッドの透明度
gridstyle=:dash, # グリッドを点線にする
size=(600, 120), # 画像のサイズ
label="", # ラベル（今の段階では非表示）
legend=false, # 凡例をオフにする
)
# 点a, 点b の位置をx座標として設定する。点を打つ場所を変数に代入
point_a = -3 # 点a (point_a) は-3の位置
point_b = 4 # 点b (point_b) は４の位置
# scatter! 関数で上書きする
scatter!([point_a, point_b], [0.5, 0.5], # point_a, point_b の位置に、y=0.5の高さで点を追加
color=:red, # 色指定
markersize=4, # 点の大きさ指定
label="" # ラベル（今の段階では非表示）
)
↓
x軸の４、-3に赤い点が表示されました。
今回はグラフの土台を作り、点を配置するところまでを確認しました。
次回は直線を描きながら、「正の数」と「負の数」を数直線上で表現していきます。
