matlab基礎(chǔ)課程2(繪圖)

1、MATLAB MATLAB 繪圖繪圖二維曲線繪圖二維特殊圖形三維曲線繪圖三維曲面繪圖一、 MATLABMATLAB二維曲線繪圖二維曲線繪圖1、基本繪圖指令 命令形式1：plot（y） 功能：畫一條或多條折線圖。將（i,y(i) 畫出，x 取的是自然數(shù)11.21.41.61.822.22.42.62.8322.533.544.55例：y=2,3,5plot(y)例：y=2,3,5,6; 8,5,7,4; 4,5,6,7; plot(y)命令形式2：plot（x，y）功能：畫一條或多條折線圖。其中，x,y 可以是向量或矩陣。 說明：1、當(dāng)x,y都是向量時，元素個數(shù)必須相等， plot(x,y)按順

2、序連接各點(x(i),y(i)成一條曲線 或折線。例：例：x=1 2 3; y=3 2 5; plot(x,y)說明：說明：2、當(dāng)x為n維向量,y為n * m矩陣時，plot(x,y)按向量x分別與矩陣y的每一列匹配，畫出m條曲線或折線。例例 x= 3 4 7; y=4 5 6 5 4 7 9 5 1 4 2 5; plot (x,y)思考：思考： 1、當(dāng)x為n維向量，y為m x n 矩陣時， plot(x,y)怎么畫？ 2、當(dāng)x為n維向量，y為m x w 矩陣時， plot(x,y)怎么畫？ 3、當(dāng)x為n維向量，y為n x n 矩陣時， plot(x,y)怎么畫？ 4、當(dāng)x，y為n x n

3、矩陣時，plot(x,y) 怎么畫？ 可以。x=a:h:b 函數(shù)函數(shù)f(x)f(x)在繪圖區(qū)間在繪圖區(qū)間a,ba,b上的自變量點向上的自變量點向 量數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)y=f(x) 對應(yīng)的函數(shù)值向量對應(yīng)的函數(shù)值向量步長h可以任意選取，步長越小，曲線越光滑。問題：問題：plot(x,y)plot(x,y)命令可以用來畫通常的函數(shù)命令可以用來畫通常的函數(shù)f(x)f(x)（其中（其中axb)axb)的圖像？的圖像？例例1 1 畫出函數(shù)畫出函數(shù)y = sin xy = sin x2 2 在在-5 -5 x x 5 5 的圖形。的圖形。grid on作用是：在圖形中標(biāo)出網(wǎng)格線解解: Matlab : Matlab

4、 命令命令: : x=-5:0.1:5; y=sin(x.2); plot(x,y),grid on曲線y=sinx2-5-4-3-2-1012345-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 命令形式3 ：plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3)功能：在同一圖形窗口畫出多條曲線功能：在同一圖形窗口畫出多條曲線 。112233(),(),(),yf xyf xyf x例例2 2 ：在同一圖形窗口畫出三個函數(shù)在同一圖形窗口畫出三個函數(shù)y =2x, y = cos(x), y =2x, y = cos(x), y =sin (x)y =sin (x)的圖形的圖形, ,自

5、變量范圍為自變量范圍為:-3:-3 x x 3 3解解 MatlabMatlab命令：命令： x=-3:0.1:3; y1=2*x;y2=cos(x);y3=sin(x); plot(x,y1, x,y2, x,y3) legend(2*x,cos(x),sin(x)legend作用是：對圖形進(jìn)行圖例標(biāo)注例2的繪圖結(jié)果圖形的重疊繪制圖形的重疊繪制holdhold holdhold 在在hold onhold on與與 hold offhold off之間進(jìn)行切換之間進(jìn)行切換 hold on hold on 保留當(dāng)前圖形和它的軸保留當(dāng)前圖形和它的軸, ,使此后圖形疊放在當(dāng)使此后圖形疊放在當(dāng)前圖形

6、上前圖形上 hold off hold off返回返回MatlabMatlab的缺省狀態(tài)。此后圖形指令運作的缺省狀態(tài)。此后圖形指令運作將抹掉當(dāng)前窗中的舊圖形，然后畫上新圖形。將抹掉當(dāng)前窗中的舊圖形，然后畫上新圖形。 2基本繪圖控制參數(shù)控制分隔線控制分隔線gridgridgrid grid 在在grid ongrid on與與 grid offgrid off之間進(jìn)行切換之間進(jìn)行切換grid ongrid on 在圖中使用分隔線在圖中使用分隔線grid offgrid off 在圖中消隱分隔線在圖中消隱分隔線3線型、定點標(biāo)記、顏色 二維繪圖指令還提供一組控制曲線線型、標(biāo)記類型、顏色的二維繪圖指令

7、還提供一組控制曲線線型、標(biāo)記類型、顏色的開關(guān)。該開關(guān)總跟在一元或二元對的后面，具體如下：開關(guān)。該開關(guān)總跟在一元或二元對的后面，具體如下：plot(x,y,plot(x,y, String String) )plot(x1,y1,plot(x1,y1, String1 String1,x2,y2,x2,y2, String2 String2, ,) )其中，其中，stringstring是字符串，該字符串由表是字符串，該字符串由表4-14-1、表、表4-24-2表表4-34-3（見課本（見課本P45P45）中的字符組成。）中的字符組成。例例6 6 利用利用holdhold指令在同一坐標(biāo)系中畫出如

8、下兩條參數(shù)曲指令在同一坐標(biāo)系中畫出如下兩條參數(shù)曲線，參數(shù)曲線方程為：線，參數(shù)曲線方程為： 1122cos ,sin ;sin ,sin 2 ;xt yt xt ytt滿足02t解 Matlab 命令為 t=0:pi/50:2*pi; plot(cos(t),sin(t),b*) ,grid on, hold on,plot(sin(t),sin(2*t),r.) 4圖形的標(biāo)注圖名標(biāo)注圖名標(biāo)注titletitle(title(StringString) ) 在圖形的頂端加注文字作為圖名在圖形的頂端加注文字作為圖名坐標(biāo)軸標(biāo)注坐標(biāo)軸標(biāo)注xlabel,ylabel,zlabelxlabel(xlabe

9、l(StringString) ) 在當(dāng)前圖形的在當(dāng)前圖形的x x軸旁邊加入文字內(nèi)容軸旁邊加入文字內(nèi)容ylabel(ylabel(StringString) ) 在當(dāng)前圖形的在當(dāng)前圖形的y y軸旁邊加入文字內(nèi)容軸旁邊加入文字內(nèi)容zlabel(zlabel(StringString) ) 在當(dāng)前圖形的在當(dāng)前圖形的z z軸旁邊加入文字內(nèi)容軸旁邊加入文字內(nèi)容圖形標(biāo)注圖形標(biāo)注gtextgtext(String)gtext(String) 在鼠標(biāo)指定位置上標(biāo)注在鼠標(biāo)指定位置上標(biāo)注 說明：使用gtext指令后，會在當(dāng)前圖形上出現(xiàn)一個十字叉，等待用戶選定位置進(jìn)行標(biāo)注。移動鼠標(biāo)到所需位置按下鼠標(biāo)左鍵，Matl

10、ab就在選定位置標(biāo)上文字。 圖例標(biāo)注圖例標(biāo)注legendlegend(string1,string2,string3)legend(string1,string2,string3) 當(dāng)在一幅圖中出現(xiàn)多種曲線時，結(jié)合在繪制時的不同線性與顏色等特點，用戶可以用legend命令進(jìn)行說明。5.一個圖形窗口多個子圖的繪制subplot指令它不僅適用于二維圖形而且也適用于三維圖形。其本質(zhì)是將窗口分為幾個區(qū)域，再在每個小區(qū)域中畫圖形。l subplot(m,n,i)subplot(m,n,i)或或subplot(mni) subplot(mni) 把圖形窗口分為mn個子圖，并在第i個子圖中畫圖。 例例7 7

11、 在同一坐標(biāo)系中畫出兩個函數(shù)在同一坐標(biāo)系中畫出兩個函數(shù)y = cos 2x ,y = cos 2x , y = sin x sin 6x y = sin x sin 6x的圖形的圖形, ,自變量范圍為自變量范圍為:-2:-2 x x 2, 2, 函數(shù)函數(shù) y = cos 2xy = cos 2x用紅色星號用紅色星號, , 函數(shù)函數(shù)y = sin x sin 6xy = sin x sin 6x用藍(lán)色實線。并用藍(lán)色實線。并加圖名、坐標(biāo)軸、圖形、圖例標(biāo)注。加圖名、坐標(biāo)軸、圖形、圖例標(biāo)注。 解：解： MatlabMatlab命令為命令為clf x=0:pi/50:pi; y1=cos(2*x) ;y

12、2=sin(x).*sin(6*x) ; subplot(1,2,1);plot(x,y1,r*,x,y2,b-),grid on title(曲線y1=cos2x與sinxsin6x) xlabel(x軸),ylabel(y軸) gtext(y1=cos2x),gtext(y2=sinxsin6x) legend(cos2x,sinxsin6x) subplot(1,2,2);plot(x,y1,x,y2)二、 MATLABMATLAB二維特殊圖形二維特殊圖形特 殊的 二維 圖形area填滿繪圖區(qū)域feather羽狀圖bar條形圖fill填滿兩維多邊形barh水平條形圖pie餅圖compas

13、s極坐標(biāo)向量圖stem離散桿圖comet彗星軌跡圖stairs階梯圖errorbar誤差條圖plotmatrix矩陣散布圖quiver矢量圖ribbon帶狀圖pcolor偽色彩圖等 高線 圖形contour等高線圖contourf填充的等高線圖clabel等高線圖標(biāo)出字符例：繪制條形圖 t=0:pi/5:2*pi; y=cos(t); bar(y)例：繪制面積圖 (1)x=1:4; y=1 2 3 4; area(x,y)例：繪制面積圖 (2)x=1:4;y=1 4 2;2 4 3;4 7 5;0 5 4;area(x,y)例：繪制餅圖 x=30 48 36 20 12;explode=0 0

14、 0 0 1;pie(x,explode)例：繪制火柴棍圖 x=0:.1:2; y= exp(-x.2); stem(y)例：繪制階梯圖 x=0:pi/20:2*pi; y=sin(2*x); stairs(x,y)例：極坐標(biāo)圖polar(t,r) polar(t,r) 使用極角t和極徑r繪制極坐標(biāo)圖形；t=0:pi/50:2*pi;polar(t,abs(sin(4*t),r)三、MATLAB三維曲線繪圖plot3三維曲線繪制指令plot3的調(diào)用格式：l plot3(X,Y,Z)l plot3(X,Y,Z,String)l plot3(X1,Y1,Z1, String1,X2,Y2,Z2,

15、String2,)plot3與plot的 用法相同例：繪制三維曲線的圖像：sincosxttyttzt(020 )t ， t=0:pi/10:20*pi;x=t.*sin(t);y=t.*cos(t) ;z=t;plot3(x,y,z)解：matlab命令為：meshgrid生成網(wǎng)格矩陣四、MATLAB三維曲面繪圖調(diào)用格式：lX,Y=meshgrid(x,y)-生成小矩形頂點的坐 標(biāo)值矩陣lX,Y=meshgrid(x) 等價于X,Y=meshgrid(x,x)例:x=1,2,3；y=1,2,3,4； X,Y=meshgrid(x,y) X = 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

16、Y = 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4mesh三維網(wǎng)格線繪圖命令 利用函數(shù)meshgrid生成格點矩陣后，再求出各格點對應(yīng)的函數(shù)值，就可以利用三維網(wǎng)格命 mesh畫出空間網(wǎng)格曲面。l mesh(Z) - Z為nm矩陣，X,Y坐標(biāo)為元素的下標(biāo)l mesh(X,Y,Z)-X,Y,Z分別為三維空間的坐標(biāo)例例:x=1,2,3 y=1,2,3,4 X,Y=meshgrid(x,y) X = 1 2 3 Y =1 1 1 1 2 3 2 2 2 1 2 3 3 3 3 1 2 3 4 4 4 Z=ones(size(X);mesh(X,Y,Z)11.522.53123400.511.52(

17、1,1,1)(2,1,1)(3,1,1)(1,2,1)(2,2,1)(3,2,1)(1,3,1)(2,3,1)(3,3,1)(1,4,1)(2,4,1)(3,4,1)例：例： x=1:.1:3; y=1:.1:4; X,Y=meshgrid(x,y); Z=ones(size(X); mesh(X,Y,Z) 例例 用平行截面法討論由方程構(gòu)成的馬鞍面形狀。用平行截面法討論由方程構(gòu)成的馬鞍面形狀。解：解：MatlabMatlab命令為命令為t=-10:0.1:10;x,y=meshgrid(t);z1=(x.2-2*y.2)+eps;subplot(1,3,1),mesh(x,y,z1),title(馬鞍面)a=input(a=(-50a50),z2=a*ones(size(x);subplot(1,3,2),mesh(x,y,z2),title(平面)r0=abs(z1-z2)=1;zz=r0.*z2;yy=r0.*y;xx=r0.*x;subplot(1,3,3),plot3(xx(r0=0),yy(r0