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#8 - Texto Matemático, rcParams e Gráficos Polares no Matplotlib
Como escrever símbolos e fórmulas matemáticas com mathtext, mudar configurações globais com matplotlib.rcParams, e criar gráficos em coordenadas polares.
Os últimos posts trataram de estrutura e personalização visual: Figure, Axes, layouts de subplot, estilos e anotações. Este post fecha essa camada de personalização com três recursos que costumam aparecer juntos em gráficos técnicos e científicos: escrever notação matemática de verdade nos textos, mudar configurações do Matplotlib de forma global (não só por gráfico), e sair do sistema de coordenadas cartesiano de vez em quando.
Texto matemático com mathtext
O Matplotlib entende uma sintaxe parecida com LaTeX, chamada mathtext, pra renderizar símbolos gregos, frações, expoentes e outros elementos matemáticos em qualquer texto do gráfico — título, rótulos de eixo, plt.text() — sem precisar de uma instalação externa de LaTeX.
Exemplo 1 - símbolos gregos e expoentes
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
x = np.linspace(0, 10, 100)
y = np.sin(x)
plt.plot(x, y)
plt.title(r"Onda: $y = \sin(\alpha x)$")
plt.xlabel(r"$x$ (radianos)")
plt.ylabel(r"$y = \sin(\alpha x)$")
plt.show()
Qualquer trecho entre $...$ é interpretado como mathtext em vez de texto comum: \alpha vira a letra grega α, e o restante da expressão é formatado como uma fórmula matemática, com itálico automático nas variáveis. O prefixo r antes da string (uma raw string) evita que o Python tente interpretar \a como um caractere de escape antes mesmo do Matplotlib processar o mathtext.
Exemplo 2 - frações e subscritos
plt.text(5, 0.5, r"$\frac{1}{2}x^2 + x_0$", fontsize=16)
plt.show()
\frac{numerador}{denominador} desenha uma fração de verdade, com o numerador em cima e o denominador embaixo; ^ cria um expoente (x^2) e _ cria um subscrito (x_0) — chaves {} agrupam mais de um caractere quando o expoente/subscrito tem mais de um símbolo, como em x^{10}.
Configuração global com rcParams
Todo gráfico do Matplotlib segue um conjunto de configurações padrão — espessura de linha, tamanho de fonte, cor de fundo — guardadas no dicionário matplotlib.rcParams. Diferente de plt.style.use(), que troca um conjunto inteiro de configurações de uma vez, mexer direto em rcParams altera só o que você especificar, mantendo o resto do visual padrão.
Exemplo 3 - mudando espessura de linha e tamanho de fonte globalmente
plt.rcParams["lines.linewidth"] = 3
plt.rcParams["font.size"] = 14
plt.plot(x, y)
plt.plot(x, np.cos(x))
plt.title("Linhas Mais Grossas, Fonte Maior")
plt.show()
A partir dessas duas linhas, todo gráfico criado no restante do script usa linhas de espessura 3 e fonte tamanho 14, sem precisar passar linewidth=3 em cada chamada de .plot() individualmente. rcParams funciona como um dicionário comum — a chave segue o padrão "categoria.propriedade" (lines.linewidth, font.size, axes.grid, figure.figsize, entre muitas outras).
Exemplo 4 - restaurando os padrões
plt.rcdefaults()
plt.plot(x, y)
plt.title("De Volta ao Padrão")
plt.show()
plt.rcdefaults() desfaz qualquer alteração feita em rcParams durante a sessão, voltando à configuração original do Matplotlib — equivalente ao plt.style.use("default") visto no post sobre estilos, só que restaurando especificamente os valores de rcParams, não um estilo completo.
Gráficos polares
Nem todo dado se encaixa bem num par de eixos x/y cartesianos — ângulos e direções fazem mais sentido num sistema de coordenadas polares, onde cada ponto é definido por uma distância do centro (raio) e um ângulo.
Exemplo 5 - linha em coordenadas polares
theta = np.linspace(0, 2 * np.pi, 200)
r = 1 + np.sin(4 * theta)
fig = plt.figure(figsize=(6, 6))
ax = fig.add_subplot(111, projection="polar")
ax.plot(theta, r)
ax.set_title("Curva Polar")
plt.show()
O parâmetro projection="polar" no add_subplot() — o mesmo mecanismo usado pra criar eixos 3D no post sobre mplot3d — troca o sistema de coordenadas do Axes inteiro. A partir daí, ax.plot(theta, r) interpreta o primeiro array como ângulo (em radianos) e o segundo como distância do centro, desenhando a curva característica de “pétalas” dessa combinação de seno com múltiplo do ângulo.
Exemplo 6 - barras em coordenadas polares
categorias = 8
theta = np.linspace(0, 2 * np.pi, categorias, endpoint=False)
valores = np.array([4, 6, 3, 8, 5, 7, 2, 6])
fig = plt.figure(figsize=(6, 6))
ax = fig.add_subplot(111, projection="polar")
ax.bar(theta, valores, width=0.6, color="tab:purple", alpha=0.7)
plt.show()
O mesmo ax.bar() de sempre funciona em coordenadas polares — cada barra vira uma “fatia” saindo do centro em direção à borda, com o comprimento representando o valor e a posição angular representando a categoria. É a base de gráficos do tipo radar/spider, comuns pra comparar várias variáveis de um mesmo item.
Com mathtext, rcParams e gráficos polares, a série encerra a camada de personalização e notação. A partir daqui, a série muda de rumo para gráficos que resumem a distribuição estatística de uma variável, como boxplot, violin plot e barras de erro.
Fonte adaptada: Matplotlib - Mathematical Expressions, Customizing Matplotlib with style sheets and rcParams, Matplotlib - Polar Charts
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