не использовать внешних библиотек вроде Matplotlib
А какие можно?
Для самостоятельной работы с изображениями можете взять
Pillow например. Там же и нарисуете.
Если вообще ничего нельзя, то тогда можно взять спецификацию какого-нибудь графического формата файлов и написать свою собственную реализацию на Python. Там останется немного до собственной библиотеки умеющей строить графики функций
c блекджеком с сжатием без потерь и прозрачными пикселями.. ну вы понимаете..
Вот, например,
Запись png-изображения на чистом python, за работоспособность этого кода не могу ручаться. Но, возможно, вы ищете что-то подобное.