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1、MATLAB 语言课程论文MATLABMATLAB 在图形绘制中的应用在图形绘制中的应用姓名：*学号：*专业：*班级：*指导老师：*学院：*完成日期:*1MATLABMATLAB 在图形绘制中的应用在图形绘制中的应用（ * * *） 摘要摘要 MATLAB 具有功能强，效率高，简单易学等特点，在许多领域得到广泛应用。强大的绘图功能是 MATLAB 的特点之一，MATLAB 提供了一系列的绘图函数，用户不需要过多考虑绘图细节，只需给出一些基本参数就能得到所需图形，这一类函数称为高层绘图函数。除此之外，MATLAB 还提供了直接对图形句柄进行操作的低层绘图操作。这类操作将图形的每个图形元素看做是一
2、个独立的对象，系统给每个图形对象分配一个句柄，以后可以通过该句柄对该图形元素进行操作，而不影响图形的其他部分。高层绘图操作简单明了，方便高效，使用户最常用的绘图方法，而低层绘图操作控制和表现图形的能力更强，为用户更加自主地绘制图形创造了条件。 关键词关键词 MATLAB 语言 二维图形 三维图形 问题的提出问题的提出 MATLAB 在如今的科学研究和工程应用中，我们会遇到各种各样的问题，其中最基 本的就是关于图形绘制的问题了，而 MATLAB 中强大的绘图功能将使这些问题可以 得到更好的解决，它在数学函数，行列式矩阵，物理，天文等等各个领域内都能应 用到，只要需要绘图，MATLAB 是最佳的选
3、择，下面我们就分别对 MATLAB 在此方面 的应用进行分析: 一、一、MATLABMATLAB 在二维图形绘制中的应用在二维图形绘制中的应用 (1)(1)简单函数绘制简单函数绘制 例：用下列数据来绘制图形:x=0:0.1:2*pi; %x 的取值范围plot(x,sin(x),x,cos(x) %绘制 sin(x)和 cos(x)的函数程序程序 1 1 图图 程序程序 2 2 图图 (2)(2)用规定的符号绘制需要的函数图形用规定的符号绘制需要的函数图形 2例：在 MATLAB 中能很容易画出规定形状的图：x=0:0.1:2*pi; %x 的取值范围plot(x,sin(x),-g,x,co
4、s(x),-.r) %用规定的形状绘图运行结果:如图程序 2(3)(3)在一个图形中绘制多个子图在一个图形中绘制多个子图 例：在同一幅图中同时绘制出 sin(x) cos(x) tan(x) cot(x)的 x=linspace(0,2*pi,100); %创建一系列的值y=sin(x); z=cos(x); %所要绘制的函数a=sin(x).*cos(x);b=sin(x)./(cos(x)+eps) %所要绘制的函数subplot(2,2,1);plot(x,y),title(sin(x) %分区，绘图，题目subplot(2,2,2);plot(x,z),title(cos(x) %分区
5、，绘图，题目subplot(2,2,3);plot(x,a),title(sin(x)cos(x) %分区绘图题目subplot(2,2,4);plot(x,b),title(sin(x)/cos(x) %分区绘图题目程序程序 3 3 图图02468 0 1 02468 0 1 02468 0 0 ) (4) plotplot 命令对复数矩阵同样适用。命令对复数矩阵同样适用。 例：在复数矩阵中绘制函数图象 clear i； %保证i是复数 r=linspace(0，2)； %创建向量r theta=linspace(0，10*pi)； %创建角向量 x，y=pol2cart(the，tar)；
6、 %将弧度坐标转化成复数向量 z=x+i*y； %函数 plot (z) %对 z 绘图3程序程序 4 4 图图 （5 5）绘制误差条形图）绘制误差条形图例：绘制出 sin(x)的 15%误差条形图 x=linspace(0,10,50); %创建一系列值y=exp(sin(x); %创建数据delta=0.15*y; %计算 15%的误差限errorbar(x,y,delta); ; %绘出误差条形图程序程序 5 5 图图（6 6）用条形图，阶梯图，杆图，和填充图绘制曲线）用条形图，阶梯图，杆图，和填充图绘制曲线 例：分别用条形图 阶梯图 杆图 填充图绘制 y=x 的图形x=linspace
7、(-2*pi,2*pi,20); %x 的取值范围 y1=x.2; %所要绘制的函数 subplot(2,2,1); %1 号分区 bar(x,y1); %绘制条形图 title(y1=x2 的条形图); %设置标题 subplot(2,2,2); %2 号分区 stairs(x,y1); %绘制阶梯图4title(y1=x2 的阶梯图); %设置标题 subplot(2,2,3); %3 号分区 stem(x,y1); %绘制杆图 title(y1=x2 的杆图); %设置标题 subplot(2,2,4); %4 号分区 fill(x,y1,r); %绘制填充图 title(y1=x2 的
8、填充图); %设置标题程序程序 6 6 图图（7 7）利用极坐标绘制曲线）利用极坐标绘制曲线例：在极坐标下绘制函数图形 t=0:0.1:2*pi; %t 的范围 r=ones(size(t); %极坐标范围 polar(t,r) %绘制极坐标图程序程序 7 7 图图5（8 8）利用对数坐标绘制图形）利用对数坐标绘制图形例：在半对数坐标下绘制函数图形x=linspace(0,7); %创建 x 值y=exp(x); %创建 y 值subplot(2,1,1);plot（x,y）; %绘制通常图形subplot(2,1,2);semilogy(x,y); %绘制半对数刻度曲线程序程序 8 8 图图
9、 （9 9）在绘制的图形中加注坐标轴和图例标注）在绘制的图形中加注坐标轴和图例标注 例：画出函数图形并标注坐标轴和图例x=0:0.1:2*pi; plot(x,sin(x)title(示例图)xlabel(x 轴)ylabel(y 轴)text(20,20,sin(x)gtext(sin(x)6程序程序 9 9 图图 （1010）在二维绘图中可以对图形进行上色，可以用不同的颜色）在二维绘图中可以对图形进行上色，可以用不同的颜色 绘制图形绘制图形 例：用规定的编制绘图 x = 0:0.5:4*pi;% x 的取值范围 y = sin(x); %函数 y plot(x, y,k:diamond)%
10、 其中k代表黑色， ：代表点% diamond 则指定菱形为曲线的线标8 程序程序 10 图图二、二、MATLABMATLAB 在三维图形绘制中的应用在三维图形绘制中的应用 三维图形可以用 plot3 来绘制。该命令与 plot 类似，但是 plot3 需要 3 个向量或者矩阵参数。二元函数的图形是三维空间曲面，空间曲面图形在帮( , )zf x y助人们了解二元函数特性上具有较大作用。现介绍绘制空间曲面图形的命令。7(1)meshgrid 命令meshgrid 的调用形式是：X,Y=meshgrid(x,y),绘制二维图形时生成小矩阵的格点；X，Y=meshgrid(x),等价于X,Y=me
11、shgrid(x,x);X,Y,Z=meshgrid(x,y,z),绘制三维图形时生成空间曲面的格点；X,Y,Z=meshgrid(x),等价于X,Y,Z=meshgrid(x,x,x).（2）三维网格图命令 mesh函数 mesh 的命令形式如下：mesh（X,Y,Z）,X,Y,Z 是同维的矩阵；mesh（x,y,Z）,x,y 是向量，而 Z 是矩阵，等价于 , ( , ) (, , )X Ymeshgrid x y mesh X Y Zmesh（Z） ，若提供参数 x,y,等价于 mesh(x,y,Z),否则默认x=1:n,y=1:m.（1 1）绘制基本的三维曲线函数绘制基本的三维曲线函数
12、 程序 1：在三维坐标中绘制三维曲线t=0:pi/50:10*pi; %t 的取值范围 plot3(sin(t),cos(t),t) %绘三维图形及各坐标轴函数8程序程序 1.1 图图t=0:0.1:10*pi; %t 的取值范围 x=2*t; %x 轴的函数y=sin(t); %y 轴的函数z=cos(t); %z 轴的函数 plot3(x,y,z); %绘三维图形程序程序 1.2 图图 （2 2）绘制基本的三维曲面图绘制基本的三维曲面图程序 1：绘制三维网格图 x=-4:4;y=x;x=-4:4;y=x;x=-4:4;y=x; % % % x x x、y y y 的取值范围都是的取值范围都是的取值范围都是-4-4-4 到到到 4 4 4 X,Y=meshgrid(x,y);X,Y=meshgrid(x,y);X,Y=meshgrid(x,y); % % % 形成采样点矩阵形成采样点矩阵形成采样点矩阵 Z=X.2+Y.2;Z=X.2+Y.2;Z=X.2+Y.2; % % % 计算函数值计算函数值计算函数值 mesh(X,Y,Z);mesh(X,Y,Z);mesh(X,Y,Z); % % % 绘网格图绘网格图绘网格图 colormap(hot);colormap(hot);colormap(hot); % % % 选用色图选用色图选用色图 程
