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1、第5章 MATLAB绘图 5.1 二维图形 5.2 三维图形 5.3 三维图形的精细处理,5.1 二维图形,5.1.1 绘制二维曲线的基本函数 1. plot函数的基本用法 plot函数的基本调用格式为： plot(x,y) 其中x和y为长度相同的向量，分别用于存储x坐标和y坐标数据。,例5.2 在0X2区间内，绘制曲线y=2e-0.5xsin(2x)。,程序如下： x=0:pi/100:2*pi; y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x); plot(x,y),例5.1 绘制参数方程曲线。 程序如下： t=-pi:pi/100:pi; x=t.*cos(3*t); y=t.*
2、sin(t).*sin(t); plot(x,y);,说明： （1）当x,y是同维矩阵时，则以x,y对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。 （2）当x是向量，y是有一维与x同维的矩阵时，则绘制出多根不同色彩的曲线。曲线条数等于y矩阵的另一维数，x被作为这些曲线共同的横坐标。 （3）plot函数最简单的调用格式是只包含一个输入参数：plot(x)。,2含多个输入参数的plot函数 含多个输入参数的plot函数调用格式为： plot(x1,y1,x2,y2,xn,yn) 3含选项的plot函数 含选项的plot函数调用格式为： plot(x1,y1,选项1,x2,y2, 选项
3、2,xn,yn,选项n) （见 ）,Plot()函数选项,例5.3 用不同线型和颜色在同一坐标内绘制曲线y=2e-0.5xsin(2x)及其包络线。,例5.3 用不同线型和颜色在同一坐标内绘制曲线y=2e-0.5xsin(2x)及其包络线。,程序如下： x=(0:pi/100:2*pi); y1=2*exp(-0.5*x)*1,-1; y2=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x); x1=(0:12)/2; y3=2*exp(-0.5*x1).*sin(2*pi*x1); plot(x,y1,g:,x,y2,b-,x1,y3,rp);,4双纵坐标函数plotyy plotyy函数
4、是MATLAB 5.X新增的函数。它能把函数值具有不同量纲、不同数量级的两个函数绘制在同一坐标中。调用格式为： plotyy(x1,y1,x2,y2) 其中x1-y1对应一条曲线，x2-y2对应另一条曲线。横坐标的标度相同，纵坐标有两个，左纵坐标用于x1-y1数据对，右纵坐标用于x2-y2数据对。,例5.4 用不同标度在同一坐标内绘制曲线y1=e-0.5xsin(2x)及曲线y2=1.5e-0.1xsin(x)。,5.1.2 绘制图形的辅助操作 1. 图形标注 有关图形标注函数的调用格式为： title(图形名称) xlabel(x轴说明) ylabel(y轴说明) text(x,y,图形说明
5、) legend(图例1,图例2,),2. 坐标控制 函数的调用格式为： axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax) axis函数功能丰富，常用的用法还有： axis equal 纵、横坐标轴采用等长刻度 axis square 产生正方形坐标系(缺省为矩形) axis auto 使用缺省设置 axis off 取消坐标轴 axis on 显示坐标轴 grid on/off命令控制是画还是不画网格线，不带参数的grid命令在两种状态之间进行切换。 box on/off命令控制是加还是不加边框线，不带参数的box命令在两种状态之间进行切换。,例5.5 绘制分段函数曲线
6、并添加图形标注。 程序如下：,3. 图形保持 一般情况下，绘图命令每执行一次就刷新当前图形窗口，图形窗口原有图形将不复存在。若希望在已存在的图形上再继续添加新的图形，可使用图形保持命令hold。hold on/off命令控制是保持原有图形还是刷新原有图形，不带参数的hold命令在两种状态之间进行切换。,X=0:0.1:2*pi; Plot(x,sin(x); Hold on; Plot(x,cos(x); Hold off; Plot(x,tan(x);,4. 图形窗口的分割 subplot函数的调用格式为： subplot(m,n,p),m,n,p,4. 图形窗口的分割 subplot函数的
7、调用格式为： subplot(m,n,p) 例5.7 在一个图形窗口中以子图形式同时绘制正弦、余弦、正切、余切曲线。 程序如下：,x=linspace(0,2*pi,60); y=sin(x);z=cos(x); t=sin(x)./(cos(x)+eps); ct=cos(x)./(sin(x)+eps); subplot(2,2,1); plot(x,y);title(sin(x);axis (0,2*pi,-1,1); hold on; subplot(2,2,2); plot(x,z);title(cos(x);axis (0,2*pi,1,1); subplot(2,2,3); pl
8、ot(x,t);title(tangent(x);axis (0,2*pi,-40,40); subplot(2,2,4); plot(x,ct);title(cotangent(x);axis (0,2*pi,-40,40);,5.1.3 绘制二维图形的其他函数 1. 其他形式的线性直角坐标图 在线性直角坐标系中，其他形式的图形有条形图、阶梯图、杆图和填充图等，所采用的函数分别是： bar(x,y,选项) stairs(x,y,选项) stem(x,y,选项) fill(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,),与plot参数相同,必须是相同的一维向量，首尾自动相连，构成多边形,例5.8
9、分别以条形图、填充图、阶梯图和杆图形式绘制曲线y=2e-0.5x。,程序如下： x=0:0.35:7; y=2*exp(-0.5*x); subplot(2,2,1);bar(x,y,g); title(bar(x,y,g);axis(0,7,0,2); subplot(2,2,2); fill(x,y,r); title(fill(x,y,r);axis(0,7,0,2); subplot(2,2,3);stairs(x,y,b); title(stairs(x,y,b);axis(0,7,0,2); subplot(2,2,4);stem(x,y,k); title(stem(x,y,k)
10、;axis(0,7,0,2);,2极坐标图 polar函数用来绘制极坐标图，其调用格式为： polar(theta,rho,选项) 其中theta为极坐标极角，rho为极坐标矢径，选项的内容与plot函数相似。 例5.9 绘制=sin(2)cos(2)的极坐标图。,程序如下： theta=0:0.01:2*pi; rho=sin(2*theta).*cos(2*theta); polar(theta,rho,k);,3对数坐标图形 MATLAB提供了绘制对数和半对数坐标曲线的函数，调用格式为： semilogx(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,) semilogy(x1,y1,选项1,
11、x2,y2,选项2,) loglog(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,),4. 对函数自适应采样的绘图函数 fplot函数的调用格式为： fplot(fname,lims,tol,选项) 例5.11 用fplot函数绘制f(x)=cos(tan(x)的曲线。 先建立函数文件myf.m： function y=myf(x) y=cos(tan(pi*x); 再用fplot函数绘制myf.m函数的曲线： fplot(myf,-0.4,1.4,1e-4),方法2,方法1,方法3？内联函数,5. 其他形式的图形 MATLAB提供的绘图函数还有很多，例如，用来表示各元素占总和的百分比的饼图、复数
12、的相量图等等。 pie( ) 例5.12 绘制图形： 某次考试优秀、良好、中等、及格、不及格的人数分别为：7,17,23,19,5，试用饼图作成绩统计分析。 程序如下： pie(7,17,23,19,5); title(饼图); legend(优秀,良好,中等,及格,不及格);,第5章 MATLAB绘图 5.1 二维图形 5.2 三维图形 5.3 三维图形的精细处理,5.2 三维图形,5.2.1 绘制三维曲线的基本函数 plot3函数与plot函数用法十分相似，其调用格式为： plot3(x1,y1,z1,选项1,x2,y2,z2,选项2,xn,yn,zn,选项n) 例5.13 绘制空间曲线。
13、 程序如下： t=0:pi/50:2*pi; x=8*cos(t); y=4*sqrt(2)*sin(t); z=-4*sqrt(2)*sin(t); plot3(x,y,z,p); title(Line in 3-D Space);text(0,0,0,origin); xlabel(X),ylabel(Y),zlabel(Z);grid;,5.2.2 三维曲面 1平面网格坐标矩阵的生成 (1)利用meshgrid函数生成。 x=a:dx:b; y=c:dy:d; X,Y=meshgrid(x,y); (2)利用矩阵运算生成。 x=a:dx:b; y=(c:dy:d); X=ones(siz
14、e(y)*x; Y=y*ones(size(x);,2. 绘制三维曲面的函数 surf函数和mesh函数的调用格式为： mesh(x,y,z,c) surf(x,y,z,c) 例5.15 用三维曲面图表现函数z=sin(y)cos(x)。 程序1： x=0:0.1:2*pi;x,y=meshgrid(x);z=sin(y).*cos(x); mesh(x,y,z);xlabel(x-axis),ylabel(y-axis),zlabel(z-axis);title(mesh); 程序2： x=0:0.1:2*pi;x,y=meshgrid(x);z=sin(y).*cos(x); surf(x
15、,y,z);xlabel(x-axis),ylabel(y-axis),zlabel(z-axis);title(surf); 程序3： x=0:0.1:2*pi;x,y=meshgrid(x);z=sin(y).*cos(x); plot3(x,y,z);xlabel(x-axis),ylabel(y-axis),zlabel(z-axis);title(plot3-1);grid;,例5.16 绘制两个直径相等的圆管的相交图形。 程序如下: %两个等直径圆管的交线 m=30; z=1.2*(0:m)/m; r=ones(size(z); theta=(0:m)/m*2*pi; x1=r*c
16、os(theta);y1=r*sin(theta); %生成第一个圆管的坐标矩阵 z1=z*ones(1,m+1); x=(-m:2:m)/m; x2=x*ones(1,m+1);y2=r*cos(theta); %生成第二个圆管的坐标矩阵 z2=r*sin(theta); surf(x1,y1,z1); %绘制竖立的圆管 axis equal,axis off hold on surf(x2,y2,z2); %绘制平放的圆管 axis equal,axis off title(两个等直径圆管的交线); hold off,例5.17 分析由函数z=x2-2y2构成的曲面形状及与平面z=a的交线。 程序如下： x,y=meshgrid(-10:0.2:10); z1=(x.2-2*y.2)+eps;
