Возможно изменить линию после ее построения. Вы найдете множество примеров при поиске matplotlib и анимации (например, здесь ).
Вы, вероятно, могли бы сделать что-то вроде:
fig = plt.figure()
lines = plt.plot([1,2,3],[2,3,4]) # plot your 'theoretical curve'
# lines is a list containing line objects, in this case, of length 1.
line = lines[0]
line.set_data([1,2,3],[4,2,3]) # update the 'theoretical curve'