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1、MATLAB 绘图北京科技大学数学实验北京科技大学数学实验二维曲线绘图二维特殊图形三维曲线绘图三维曲面绘图一、 MATLAB二维曲线绘图北京科技大学数学实验1、基本绘图指令命令形式1：plot（y）功能：画一条或多条折线图。将（i,y(i) 画出，x 取的是自然数例： y=2,3,5,6;8,5,7,4;4,5,6,7; plot(y)北京科技大学数学实验命令形式2：plot（x，y）功能：画一条或多条折线图。其中，x,y 可以是向量或矩阵。说明：1、当x,y都是向量时，元素个数必须相等，plot(x,y)按顺序连接各点(x(i),y(i)成一条曲线或折线。北京科技大学数学实验例：x=1 2
2、3;y=3 2 5; plot(x,y)北京科技大学数学实验说明：2、当x为n维向量,y为n * m矩阵时，plot(x,y)按向量x分别与矩阵y的每一列匹配，画出m条曲线或折线 。例 x= 3 4 7;y=4 5 6 54 7 9 51 4 2 5;plot (x,y)北京科技大学数学实验思考：1、当x为n维向量，y为m x n 矩阵时，plot(x,y)怎么画？2、当x为n维向量，y为m x w 矩阵时，plot(x,y)怎么画？3、当x为n维向量，y为n x n 矩阵时，plot(x,y)怎么画？4、当x，y为n x n 矩阵时，plot(x,y)怎么画？北京科技大学数学实验可以。x=a
3、:h:b 函数f(x)在绘图区间a,b上的自变量点向量数据 y=f(x) 对应的函数值向量步长h可以任意选取，步长越小，曲线越光滑。北京科技大学数学实验问题：plot(x,y)命令可以用来画通常的函数 f(x)（其中axb)的图像？例1 在区间- , 上，绘制函数y = sin(x)图形。grid on作用是：在图形中标出网格线解: Matlab 命令: x=-pi:pi/50:pi;y=sin(x); plot(x,y),grid on北京科技大学数学实验北京科技大学数学实验曲线y = sin x 命令形式3 ：plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3)功能：在同一图形窗口画出多条曲线
4、。北京科技大学数学实验例2 ：在同一图形窗口画出三个函数y =2x, y = cosx, y =sin x的图形,自变量范围为:-3 x 3解 Matlab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：对图形进行图例标注北京科技大学数学实验例2的绘图结果北京科技大学数学实验图形的重叠绘制hold hold 在hold on与 hold off之间进行切换 hold on 保留当前图形和它的轴,使此后图形叠放在当 前图形上 hold off返回M
5、atlab的缺省状态。此后图形指令运 作将抹掉当前窗中的旧图形，然后画上新图形。 北京科技大学数学实验2基本绘图控制参数控制分隔线gridgrid 在grid on与 grid off之间进行切换grid on 在图中使用分隔线grid off 在图中消隐分隔线3线型、定点标记、颜色二维绘图指令还提供一组控制曲线线型、标记类型、颜色的 开关。该开关总跟在一元或二元对的后面，具体如下：plot(x,y, String)plot(x1,y1, String1,x2,y2, String2,)其中，string是字符串，该字符串由表4-1、表4-2表4-3（ 见课本P45）中的字符组成。北京科技大学
6、数学实验例6 利用hold指令在同一坐标系中画出如下两条参数曲 线，参数曲线方程为：t满足解 Matlab 命令为t=0:pi/50:2*pi;plot(cos(t),sin(t),b*) ,grid on,hold on,plot(sin(t),sin(2*t),r.)北京科技大学数学实验北京科技大学数学实验4图形的标注图名标注titletitle(String) 在图形的顶端加注文字作为图名坐标轴标注xlabel,ylabel,zlabelxlabel(String) 在当前图形的x轴旁边加入文字内容ylabel(String) 在当前图形的y轴旁边加入文字内容zlabel(String)
7、 在当前图形的z轴旁边加入文字内容北京科技大学数学实验图形标注gtextgtext(String) 在鼠标指定位置上标注说明：使用gtext指令后，会在当前图形上出现一个十字 叉，等待用户选定位置进行标注。移动鼠标到所需位置按 下鼠标左键，Matlab就在选定位置标上文字。 北京科技大学数学实验图例标注legendlegend(string1,string2,string3)当在一幅图中出现多种曲线时，结合在绘制时的不同线性 与颜色等特点，用户可以用legend命令进行说明。5.一个图形窗口多个子图的绘制subplot指令它不仅适用于二维图形而且也适用于三 维图形。其本质是将窗口分为几个区域，
8、再在每个小 区域中画图形。l subplot(m, n,i)或subplot(mni) 把图形窗口分为mn个子图，并在第i个子图中画图。北京科技大学数学实验例7 在同一坐标系中画出两个函数y = cos 2x ,y = sin x sin 6x的图形,自变量范围为:-2 x 2, 函数y = cos 2x用红色星号, 函数y = sin x sin 6x用蓝色实线。并加 图名、坐标轴、图形、图例标注。解： Matlab命令为 clfx=0:pi/50:pi;y1=cos(2*x) ;y2=sin(x).*sin(6*x) ;subplot(1,2,1);plot(x,y1,r*,x,y2,b-
9、),grid ontitle(曲线y1=cos2x与sinxsin6x)xlabel(x轴),ylabel(y轴)gtext(y1=cos2x),gtext(y2=sinxsin6x)legend(cos2x,sinxsin6x)subplot(1,2,2);plot(x,y1,x,y2) 北京科技大学数学实验北京科技大学数学实验二、 MATLAB二维特殊图形北京科技大学数学实验特殊 的二 维图 形area填满绘图区域feather羽状图bar条形图fill填满两维多边形 barh水平条形图pie饼图compass极坐标向量图stem离散杆图comet彗星轨迹图stairs阶梯图errorba
10、r误差条图plotmatrix矩阵散布图quiver矢量图ribbon带状图pcolor伪色彩图等高 线图 形contour等高线图contourf填充的等高线图clabel等高线图标出字符北京科技大学数学实验例：绘制条形图 t=0:pi/5:2*pi; y=cos(t); bar(y)北京科技大学数学实验例：绘制面积图 (1) x=1:4; y=1 2 3 4; area(x,y)北京科技大学数学实验例：绘制面积图 (2) x=1:4;y=1 4 2;2 4 3;4 7 5;0 5 4; area(x,y)北京科技大学数学实验例：绘制饼图 x=30 48 36 20 12; explode=
11、0 0 0 0 1; pie(x,explode)例：绘制火柴棍图 x=0:.1:2; y= exp(-x.2); stem(y)北京科技大学数学实验北京科技大学数学实验例：绘制阶梯图 x=0:pi/20:2*pi; y=sin(2*x); stairs(x,y)北京科技大学数学实验例：极坐标图polar(t,r) 使用极角t和极径r绘制极坐标图形；t=0:pi/50:2*pi; polar(t,abs(sin(4*t),r)三、MATLAB三维曲线绘图plot3三维曲线绘制指令北京科技大学数学实验plot3的调用格式：l plot3(X,Y,Z)l plot3(X,Y,Z,String)l
12、plot3(X1,Y1,Z1, String1,X2,Y2,Z2, String2,) plot3与plot的 用法相同例：绘制三维曲线的图像：北京科技大学数学实验，t=0:pi/10:20*pi; x=t.* sin(t); y=t.*cos(t) ; z=t ; plot3(x,y,z)解：matlab命令为：四、Matlab空间曲面绘图Meshgrid命令：Mesh命令与Surf命令：用来生成x-y平面上的小矩形顶点坐标值的矩阵 ，也称为格点矩阵。分别生成函数的网格曲面；与生成函数的表面曲面。Meshgrid命令介绍二元函数z = f(x, y) 的图形是三维空间曲面，在Matlab中总
13、是假设函数z = f(x, y)是定义在矩形区域D=x0,xmy0,yn上的。为了绘制三维曲面，Matlab把x0,xm分成m份，把y0,yn分成n份，这时 区域D就被分成mn个小矩形块。每个小矩形块有4个顶点（顶点也叫格点）(xi,yi,f(xi,yi).连接4个顶点得到 一个空间中的四边形片。所有这些四边形片就构成函数的空间网格曲面。而函数meshgrid就用来生成x-y平面上的小矩形顶点坐标值的矩阵，也称 为格点矩阵。函数meshgrid也适用于三元函数u = f(x, y,z)。 meshgrid的调用形式是：X,Y=meshgrid(x,y)X,Y=meshgrid(x)X,Y,Z=
14、meshgrid(x,y,z)X,Y=meshgrid(x,x)。绘制二维图形时生成 小矩形的格点。X,Y,Z=meshgrid(x)绘制三维图形时生 成空间曲面的格点 。 等价 于X,Y,Z=meshgrid(x,x,x)等价于说明：x是区间x0,xm上分划点组成的m维向量；y是区间y0,yn上分划点组成的n维向量；输出变量X与Y都是nm矩阵；矩阵X的行向量都是向量x；矩阵Y的列向量都是向量y。例:x=1,2,3；y=1,2,3,4； X,Y=meshgrid(x,y)X = 1 2 31 2 31 2 31 2 3Y = 1 1 12 2 23 3 34 4 4北京科技大学数学实验Mesh命令与Surf命令Mesh命令介绍利用函数meshgrid生成格点矩阵后，然后求出各格点对应 的函数值，然后利用三维网格图命令mesh与三维网面图 命令画出空间曲面。函数mesh用来生成函数的网格曲面，只对网格线进行着 色的曲面。函数surf用来生成函数的表面曲面，即对网格曲面的网格 块（四边形片）区域进行着色。mesh(X,Y,Z)mesh 指令格式：mesh(x,y,Z)mesh(Z)否则默认x=1:n,y=1:mlX,Y,Z是同维数的矩阵x,y是向量，而Z是矩阵。 等价于若提供参数x,y,等价于 mesh(x,y,Z),例:x=1,2,3 y=1,2,3,4 X,Y=meshgrid
