AI実装検定B級 ⑦ データ可視化(Matplotlib・seaborn)

データを図として表現する可視化ライブラリを扱う分野です(32問収録)。Matplotlibでは折れ線・散布図・ヒストグラムの描き方、plot関数のmarker・linestyle・label、plt.figure()やplt.subplots()でのFigure/Axesの取得、plt.legend()による凡例表示、alphaによる透明度、binsによる分布の解像度調整が頻出です。seabornでは値の大小を色で表すheatmap、相関行列の可視化、変数間の関係を一覧するペアプロット図などを押さえます。関数と引数の対応、Matplotlibとseabornそれぞれの特徴・使い分けを整理しておきましょう。

この分野の問題32問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。

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221折れ線グラフを作成する際、横方向の軸に観測時点の情報を、縦方向の軸に観測値を指定してグラフを描く関数はどれか

  1. Aplt.plot()
  2. Bplt.scatter()
  3. Cplt.hist()
  4. Dplt.bar()
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正解:Aplt.plot()

折れ線グラフにはplot関数を使用する。

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222Matplotlibにおいて、グラフの折れ線の色を緑に変更する引数はどれか

  1. Amarker='green'
  2. Bcolor='green'
  3. Clinestyle='green'
  4. Dlabel='green'
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正解:Bcolor='green'

color引数でグラフの色を指定できる。

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223グラフを描画する際、プロットしたデータの名称を設定し、凡例を表示させるために必要な関数はどれか

  1. Aplt.show()
  2. Bplt.label()
  3. Cplt.legend()
  4. Dplt.title()
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正解:Cplt.legend()

legend関数を用いることで、plot関数等で指定したlabelが表示される。

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224散布図で、点のみを描画し線を描かないようにするためにlinestyleに指定する値はどれか。

  1. A'line'
  2. B'hidden'
  3. C'solid'
  4. D空文字('')
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正解:D空文字('')

linestyleを空文字('')にすると線が描かれず点のみになる。

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225散布図を描画する際、より複雑な散布図を作成するために用いられる関数はどれか

  1. Aplt.scatter()
  2. Bplt.plot()
  3. Cplt.bar()
  4. Dplt.hist()
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正解:Aplt.scatter()

基本的な散布図はplot関数でも描けるが、複雑な散布図にはscatter関数を用いる。

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226散布図において、点の透明度を設定する引数はどれか

  1. Atransparency
  2. Balpha
  3. Copacity
  4. Dcolor
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正解:Balpha

alpha引数で各点の透明度を調整できる。

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227数値データの分布を確認する際、各値にどれくらいの数があるのかを示すために用いられるグラフはどれか

  1. A折れ線グラフ
  2. B散布図
  3. Cヒストグラム
  4. D等高線図
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正解:Cヒストグラム

ヒストグラムはデータの分布や傾向を把握する際に活用される。

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228ヒストグラムにおいて、柱(bar)の数を変更する引数はどれか

  1. Awidth
  2. Brange
  3. Ccount
  4. Dbins
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正解:Dbins

bins引数でヒストグラムの区切り(柱の数)を指定できる。

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229複数のグラフを表示する際、どの線がどのデータを示しているかを見やすくするために追加するものはどれか

  1. A凡例
  2. B目盛り
  3. Cタイトル
  4. Dラベル
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正解:A凡例

凡例を追加することでグラフの識別が容易になる。

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230グラフのテーマ(デザイン)を一括で変更するために使用する関数はどれか

  1. Aplt.set_theme()
  2. Bplt.style.use()
  3. Cplt.change_style()
  4. Dplt.use_theme()
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正解:Bplt.style.use()

plt.style.use()関数でグラフ全体のテーマを設定できる。

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231Matplotlibとseabornの比較として適切なものはどれか。

  1. Aseabornは統計データ以外の可視化に最も強い
  2. BMatplotlibはseabornより新しいライブラリである
  3. Cseabornは統計可視化向けの高水準APIを提供する
  4. DMatplotlibは内部でseabornを使っている
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正解:Cseabornは統計可視化向けの高水準APIを提供する

seabornは統計データの可視化向けに高水準APIを提供するライブラリである。

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232Matplotlibでグラフを描くエリアを準備するために使用するメソッドはどれか

  1. Aplt.add_plot()
  2. Bfig.create_plot()
  3. Cplt.new_figure()
  4. Dfig.add_subplot()
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正解:Dfig.add_subplot()

figureオブジェクトに対してadd_subplotメソッドを呼び出すことでグラフ領域が作成される。

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233seabornの強みとして正しいものはどれか。

  1. A統計的なグラフを少ないコードで簡潔に描ける
  2. BMatplotlibより利用者が多く資料が豊富である
  3. C統計データ以外の汎用的な描画に最も適している
  4. DMatplotlibより手動調整の自由度が高い
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正解:A統計的なグラフを少ないコードで簡潔に描ける

seabornは統計的なグラフを少ないコードで簡潔に描けるのが強みである。

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2342つの変数について、散布図と各変数のヒストグラムを1つにまとめて表示するseabornの関数はどれか。

  1. Asns.pairplot()
  2. Bsns.jointplot()
  3. Csns.histplot()
  4. Dsns.heatmap()
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正解:Bsns.jointplot()

jointplot関数は2変数の散布図と周辺のヒストグラムを1つにまとめて描く。

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235seabornで相関行列を描くためにDataFrameのcorr()関数と組み合わせて用いる関数はどれか

  1. Asns.plot()
  2. Bsns.scatter()
  3. Csns.heatmap()
  4. Dsns.hist()
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正解:Csns.heatmap()

heatmap関数を用いることで相関行列を視覚的に表示できる。

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236Matplotlibとseabornの関係性について適切な記述はどれか

  1. AseabornはMatplotlibを使用せず独自の描画エンジンを持つ
  2. Bseabornで描ける図はMatplotlibで記述できない
  3. Cseabornは内部でMatplotlibを使って図を描いている
  4. DMatplotlibで描ける図はseabornですべて再現できる
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正解:Cseabornは内部でMatplotlibを使って図を描いている

seabornは内部でMatplotlibを利用してグラフを描画している。

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237指定した軸(x, y)に対して、それぞれのポイントにおける値を渡すことで密度図(等高線図)を出力する関数はどれか

  1. Aplt.contour()
  2. Bplt.plot()
  3. Cplt.scatter()
  4. Dplt.hist()
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正解:Aplt.contour()

contour関数を使用することで等高線のような密度の図を描くことができる。

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238ヒストグラムにおいて、引数にbins=20を指定する目的はどれか

  1. A柱の幅を固定するため
  2. B柱の数を20個にしてより詳細な動きを可視化するため
  3. Cグラフの色を20色にするため
  4. Dグラフの透明度を20%にするため
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正解:B柱の数を20個にしてより詳細な動きを可視化するため

binsの値を増やすことで、より細かなデータの分布を可視化できる。

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239Matplotlibのplot関数において、マーカーに丸い点を打つように指示する引数はどれか

  1. Astyle='o'
  2. Bpoint='o'
  3. Cshape='o'
  4. Dmarker='o'
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正解:Dmarker='o'

marker引数に'o'を指定すると丸い点が描画される。

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240seabornのheatmapは、値の大小をどのように表現するか。

  1. A色の濃淡(グラデーション)で表す
  2. B点の大きさで表す
  3. C棒の高さで表す
  4. D線の太さで表す
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正解:A色の濃淡(グラデーション)で表す

heatmapは値の大小を色の濃淡(グラデーション)で表現する。

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241plt.style.use('dark_background')を実行した後のグラフの背景色はどれか

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D透明
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正解:B

dark_backgroundを指定すると背景が黒になる。

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242Matplotlibにおけるplt.figure()の役割として正しいものはどれか

  1. Aグラフのタイトルを設定する
  2. Bデータを読み込む
  3. Cグラフを描くための白い紙(領域)を準備する
  4. D凡例を自動配置する
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正解:Cグラフを描くための白い紙(領域)を準備する

plt.figure()は新しい描画領域を作成する命令である。

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243複数の変数間の相関の強さを一覧で視覚的に確認する手法はどれか。

  1. A折れ線グラフを描く
  2. Bヒストグラムで頻度を確認する
  3. C軸の目盛りを細かくする
  4. D相関行列をヒートマップにする
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正解:D相関行列をヒートマップにする

相関行列をヒートマップにすると変数間の相関の強さを一覧で把握できる。

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244Matplotlibのplot関数で引数label='sin x'を指定した場合、凡例を表示させるために必要な次の操作はどれか

  1. Aplt.legend()を呼ぶ
  2. Bplt.show()を呼ぶ
  3. Cplt.style.use()を呼ぶ
  4. Dplt.grid()を呼ぶ
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正解:Aplt.legend()を呼ぶ

plot関数でラベルを付けても、legend関数を呼ばなければ凡例は表示されない。

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245散布図をscatter関数で作成する際、alpha=0.5と記述する目的はどれか

  1. Aグラフのサイズを半分にする
  2. B点の透明度を50%にする
  3. Cデータポイントを半分にする
  4. DX軸の範囲を半分にする
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正解:B点の透明度を50%にする

alpha引数は透明度を設定し、重なり合う点を視覚的に分かりやすくする効果がある。

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246seabornでirisデータセットなどの値同士の分布や関係を一度に可視化するために用いられる図はどれか

  1. Aヒストグラム
  2. B折れ線グラフ
  3. Cペアプロット図
  4. D等高線図
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正解:Cペアプロット図

ペアプロット図は変数間の関係性をマトリックス形式で一覧できる。

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247matplotlibにおいて、折れ線グラフを作成する際、linestyle引数を省略した場合、グラフの線はどのような状態で描画されるか

  1. A点線
  2. B破線
  3. C線なし
  4. D実線
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正解:D実線

linestyleを省略した場合、デフォルトで実線が描画される。

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248ヒストグラムを描画する際、binsの数をデフォルトから明示的に変更した場合の影響として正しいものはどれか

  1. A分布の捉え方の解像度が変わる
  2. Bグラフの高さが変わる
  3. Cグラフの色が変わる
  4. Dデータの個数が変わる
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正解:A分布の捉え方の解像度が変わる

binsの指定はデータの区切り方を調整し、分布の詳細な見え方を変化させる。

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249plt.plot(x, y, marker='o', linestyle='') が描画する図はどれか

  1. A折れ線グラフ
  2. Bヒストグラム
  3. C散布図
  4. D等高線図
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正解:C散布図

線がない状態で点(marker)のみを描画するため散布図となる。

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250seabornは統計データの可視化に特化しているが、そのデメリットとして正しいものはどれか

  1. AMatplotlibよりも手動での細かな調整が容易である
  2. B統計データ以外の可視化がMatplotlibと比較して適していない
  3. Cpandasとの連携ができない
  4. D利用者がMatplotlibより多いため資料が紛らわしい
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正解:B統計データ以外の可視化がMatplotlibと比較して適していない

seabornは特定の用途に特化しており、統計以外の汎用的な図の作成には適さない場合がある。

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251散布図においてplt.scatter()とplt.plot(marker='o', linestyle='')を使用した場合の比較として正しいものはどれか

  1. Aplot関数の方が複雑な散布図に適している
  2. Bscatter関数の方が基本的な散布図に適している
  3. Cplot関数で散布図を描くことは不可能である
  4. D両者とも散布図を描画できるが用途による使い分けがある
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正解:D両者とも散布図を描画できるが用途による使い分けがある

plot関数とscatter関数の両方で散布図を描けるが、基本的か複雑か等の用途で使い分ける。

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252Matplotlibで軸やラベルを細かく制御したいとき、plt.plot()単体ではなく fig, ax = plt.subplots() を使う利点はどれか。

  1. A実行速度が速くなる
  2. Bコード行数が必ず減る
  3. C自動的にタイトルがつく
  4. DFigureとAxesを取得でき、軸やラベルをより細かく制御できる
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正解:DFigureとAxesを取得でき、軸やラベルをより細かく制御できる

fig, ax = plt.subplots()でFigureとAxesを取得すると、軸やラベルをより細かく手動で制御できる。

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