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1、MATLAB繪圖v本章內(nèi)容本章內(nèi)容v3.1 3.1 二維圖形的繪制二維圖形的繪制v3.2 3.2 三維圖形的繪制三維圖形的繪制v3.3 3.3 子圖的繪制子圖的繪制v3.4 3.4 圖形的輸出圖形的輸出v學(xué)習目標學(xué)習目標v了解圖形繪制的基本函數(shù)了解圖形繪制的基本函數(shù)v熟練掌握二維圖形、三維圖形的繪制熟練掌握二維圖形、三維圖形的繪制v熟練掌握子圖的運用熟練掌握子圖的運用v熟悉圖形修飾與控制方法熟悉圖形修飾與控制方法v本章知識地圖本章知識地圖Matlab繪圖二維圖形的繪制三維圖形的繪制子圖的繪制常用的二維圖形繪制函數(shù)圖形的輸出圖形窗口的創(chuàng)建圖形的線型和顏色控制圖形的標注坐標軸的控制方法其他特殊二維

2、圖形三維曲線的繪制三維曲面的繪制特殊圖形繪制GUIDE的開發(fā)環(huán)境GUIDE的基本操作3.13.1二維圖形的繪制二維圖形的繪制3.1.1 常用的二維圖形繪制函數(shù)（1）plot函數(shù)：plot(X,Y): 繪制向量Y對向量X的圖形，如果Y或者x為一矩陣，則繪出矩陣的行向量或列向量，元素個數(shù)必須對應(yīng)。plot(Y): 繪制Y的列向量對其坐標索引的圖形，若Y為向量（矩陣），則是Y的實部對虛部作圖。plot(X,Y,s): s為代表不同線型、點標、文字的字符串。plot(X1,Y1,s1,X2,Y2,s2,X3,Y3,s3,): 繪制組合圖Plot函數(shù)若沒有顏色指定，則使用默認值。例一：繪制單一圖形 x

3、= -pi:.1:pi; y = sin(x); plot(x,y)例二：繪制組合圖形 t=0:pi/100:pi*2; y1=sin(t); y2=sin(2*t); plot(t,y1,r,t,y2,r)（2）ezplot函數(shù)：它是一個易用的一元函數(shù)繪圖函數(shù) 。特別是在繪制含有符號變量的函數(shù)的圖像時，ezplot要比plot更方便。因為plot繪制圖形時要指定自變量的范圍，而ezplot無需數(shù)據(jù)準備，直接繪出圖形。例三： ezplot(x2)（3）fplot函數(shù)：fplot（fun，lims）表示繪制字符串fun指定的函數(shù)在lims=min，max范圍內(nèi)的圖形。例四：在-2,2上畫出tan

4、x的圖形。方法一： fun = tanh; fplot(fun,-2 2)方法二：先建立一個M文 件fun.m funtion y=fun(x); y=tan(x); 再輸入命令： fplot(fun,-2,2)方法三： fplot(tan(x),-2,2)3.1.2圖形的線型和顏色控制線型線型符號符號-：-.-含義含義實線虛線點劃線雙劃線顏色顏色符號符號bgrcmykw含義含義藍綠紅青品紅黃黑白點型點型符號符號.+* *o o x = -pi:.1:pi; y = sin(x); plot(x,y,ro)ro表示 生成的圖形 顏色為紅色，且為圈型例六： t=0:pi/100:pi*2; y1

5、=sin(t); y2=sin(2*t); plot(t,y1,or,t,y2,:r) 分別畫出用虛線表示和用圓圈表示的圖形3.1.3 圖形的標注 在繪制圖形的同時，可以對圖形加上一些說明，如圖形名稱、圖形某一部分的含義、坐標說明等，將這些操作稱為添加圖形標記。title(加圖形標題); xlabel(加X軸標記); ylabel(加Y軸標記); text(X,Y,添加文本);在x,y處添加文本grid on 加網(wǎng)格線 bullet 代表.pi 代表lefttarrow 左箭頭righttarrow 右箭頭例七： plot(0:pi/20:2*pi,sin(0:pi/20:2*pi) text

6、(pi,0, leftarrow sin(pi); title(sin(x); xlabel(x軸); ylabel(y軸);3.1.4坐標軸的控制方法 如果用戶對坐標系統(tǒng)不滿意，還可以利用axis函數(shù)對坐標軸重新定義。axis(xmin xmax ymin ymax) 設(shè)定最大最小值axis(auto) 恢復(fù)為默認的坐標值axis(square) 將當前圖形設(shè)置為正方形axis(equal) 將圖形的x，y坐標軸單位刻度設(shè)為相同的axis(off) 關(guān)閉坐標系統(tǒng)axis(on) 打開坐標系統(tǒng) 例八：沒有對坐標系統(tǒng)進行設(shè)置 x = 0:.01:pi/2; plot(x,tan(x),-ro)對

7、坐標軸系統(tǒng)進行設(shè)置后x = 0:.01:pi/2;plot(x,tan(x),-ro)axis(0 pi/2 0 5)3.1.5其他特殊二維圖形 (1)階梯圖形 階梯圖形因名思義,圖形成階梯狀,可以用函數(shù)stairs(x,y)來實現(xiàn)。如下程序段： x = linspace(-2*pi,2*pi,40); stairs(x,sin(x) 注：linspace(x1,x2,n)表示用于產(chǎn)生x1,x2之間的n點行矢量階梯圖形：(2)條形圖形 用bar(x,y)可以繪制條形圖形。如下列程序段將繪制條形圖形。x=-2.5:0.25:2.5;y=sin(x);bar(x,y);(3)填充圖形Fill(x,

8、y,c)用來繪制和填充二維多變圖形，x,y為二維多邊形頂點坐標向量。字符c為顏色取值。如下程序段可繪制填充圖形。x=0.1 0.1 0.6 0.6 0.1;y=0.1 0.6 0.6 0.1 0.1;fill(x,y,y);axis(0,1,0,1);vscatter(x,y) %畫點圖vstem(x,y) %畫火柴桿圖3.2三維圖形的繪制3.2.1三維曲線的繪制 (1)polt3函數(shù) 最基本的三維圖形函數(shù)為plot3，它是將二維函數(shù)plot的有關(guān)功能擴展到三維空間，用來繪制三維圖形。 plot3(x,y,z,s) x,y,z表示三維曲線的坐標； s表示繪制三維曲線的顏色線型例九：繪制螺旋形的

9、三維曲線 t = 0:pi/50:10*pi; plot3(sin(t),cos(t),t) xlabel(sin(t) ylabel(cos(t) zlabel(t) grid on(2)ezplot3函數(shù)：專門用來繪制符號函數(shù)的命令，如同ezplot例十：用ezplot3函數(shù)繪制三維螺旋圖 ezplot3(sin(t),cos(t),t,0,6*pi)3.2.2三維曲面的繪制 （1）meshgrid函數(shù)和peaks函數(shù) meshgrid函數(shù) 按指定方式創(chuàng)建網(wǎng)格矩陣。 函數(shù)：X，Y=meshgrid(a,b) peaks函數(shù) 用于創(chuàng)建雙峰函數(shù)和用雙峰函數(shù)繪圖。 (2)mesh函數(shù) mesh函

10、數(shù)用于繪制三維網(wǎng)格圖。在不需要繪制特別精細的三維曲面結(jié)構(gòu)圖時，可以通過繪制三維網(wǎng)格圖來表示三維曲面。三維曲面的網(wǎng)格圖最突出的優(yōu)點是：它較好地解決了實驗數(shù)據(jù)在三維空間的可視化問題。 mesh（x,y,z） 其中x，y控制X和Y軸坐標，矩陣z是由(x，y)求得Z軸坐標，(x,y,z)組成了三維空間的網(wǎng)格點；例十一：figure; X,Y = meshgrid(-8:.5:8); R = sqrt(X.2 + Y.2) + eps; Z = sin(R)./R; mesh(X,Y,Z);-10-50510-10-50510-0.500.51(3)Surf函數(shù) 在網(wǎng)格圖的基礎(chǔ)上，在小網(wǎng)格之間用顏色填充

11、。它的線條是黑色的，線條之間有顏色；網(wǎng)格圖的線條有顏色，線條間無顏色。在曲面圖里，要考慮用不同的方法對表面加色彩。 surf函數(shù)和mesh函數(shù)的調(diào)用格式一致 例十二：繪制一個三維曲面圖形 x=0:0.15:2*pi; y=0:0.15:2*pi; z=sin(y)*cos(x); surf(x,y,z)例十三：繪制一個山峰表面圖 X,Y,Z=peaks(40); surf(X,Y,Z) grid on3.2.3特殊圖形繪制(1)餅圖 pie(x) pie(x, explode) pie3(X) pie3(x,explode) 二維餅圖程序如下： x = 1 3 0.5 2.5 2; explo

12、de = 0 1 0 0 0; pie(x,explode)三維餅圖程序如下： x = 1 3 0.5 2.5 2;explode = 0 1 0 0 0;pie3(x,explode)(2)誤差棒圖：errorbar繪制下數(shù)據(jù)的誤差棒圖觀察值觀察值220227245260246270256實際值實際值225230250265250275260程序如下：x=220 227 245 260 246 270 256;y=225 230 250 265 250 275 260;e=abs(x-y);errorbar(y,e)axis(0,8,210,300);誤差棒圖：3.3子圖的繪制Sublot函

13、數(shù)： subplot(m,n,p) 該命令將圖形窗口分成mn塊繪圖區(qū)，即每行n個，一共m行。p表示圖所在的位置，p=1表示從左到右從上到下的第一個位置。例十六：income = 3.2,4.1,5.0,5.6; outgo = 2.5,4.0,3.35,4.9; subplot(2,1,1); plot(income) title(Income) subplot(2,1,2); plot(outgo) title(Outgo)圖形的輸出圖形的復(fù)制PrintScreen鍵和CtrlC鍵的組合使用。圖形窗口的菜單命令：editcopy figure。復(fù)制的圖形可以直接在word等文本文件中粘貼。圖

14、形的打印matlab窗口菜單命令：fileprint。圖形窗口菜單命令：fileprint。打印命令：print -f本章小結(jié)本章小結(jié)u本章主要內(nèi)容：通過本章的學(xué)習了解本章主要內(nèi)容：通過本章的學(xué)習了解MATLABMATLAB繪圖繪圖的主要功能，熟悉的主要功能，熟悉MATLABMATLAB繪圖函數(shù)和輸出方法，繪圖函數(shù)和輸出方法，掌握函數(shù)基本運用方法，圖形窗口創(chuàng)建的步驟。掌握函數(shù)基本運用方法，圖形窗口創(chuàng)建的步驟。u重點和難點：圖形窗口創(chuàng)建方法、三維圖形的繪重點和難點：圖形窗口創(chuàng)建方法、三維圖形的繪制制 1.繪制圖形 在0,4間的 圖形。 2.在同一圖形窗口繪制sinx,cosx曲線，要求用不 同的

15、顏色和線型、數(shù)據(jù)點標記字符，X軸范圍為 0,2，Y軸范圍為-2,2，并加注釋說明 sinx,cosx以區(qū)分。 3.t=-3:0.125:3,x=sin2t,y=cos2t,z=x2+2y2,請 繪制基于x,y,z的三維網(wǎng)格曲面圖。坐標范圍為-1 1 -1 1 0 2。v練習題練習題 4.已知已知6x30, 15y36, 求不定方程求不定方程 2x+5y=126的整數(shù)解。的整數(shù)解。(利用利用meshgrid 函數(shù)函數(shù)和和find 函數(shù)函數(shù)) 5.設(shè)計一個圖形用戶界面，完成自定的功能設(shè)計一個圖形用戶界面，完成自定的功能。 學(xué)習活動：學(xué)習活動： 為了更方面簡潔生動地進行界面設(shè)計，MATLAB提供了一種可視化圖形界面開發(fā)環(huán)境GUIDE，請各小組利用Matlab的圖形用戶界面（GUI）功能，設(shè)計與實現(xiàn)一個圖形用戶界面,完成自定義的功能。 擴展閱讀擴展閱讀11劉蕓，淺析劉蕓，淺析Matlab Matlab 繪圖功能在高等數(shù)學(xué)中的應(yīng)用，吉林省繪圖功能在高等數(shù)學(xué)中的應(yīng)用，吉林省教育學(xué)院學(xué)報，教育學(xué)院學(xué)報，20122012；22刑棉，刑棉，MATLABMA