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1、使用matlab软件进行绘图 nMATLAB是英文MaTrix Laboratory（矩阵实验室）的缩 写。n在科学研究和工程应用中,往往要进行大量的数学计算, 其中包括矩阵运算,这些运算一般来说难以用手工精确 和快捷地进行,需要借助计算机编制相应的程序做近似 计算。目前流行用Basic、C语言编制计算程序，既需要 对有关算法有深刻的了解，还需要熟练地掌握所用语言 的语法及编程技巧。对多数科学工作者而言，有一定的 困难。n为克服上诉困难一些著名的软件公司都分别推出了一批 数学类技术应用软件，例如MATLAB、MAPLE等。其 中Mathworks公司推出的MATLAB由于其功能强大和应 用广泛
2、，受到很多科技工作者的欢迎，在美国、欧洲等 发达国家的大学中，已成为一种必须掌握的编程语言。请用你所熟悉的编程语言编写程序实现下列功能： 求解下列方程，并求解矩阵A的特征值。 Ax=b,其中： A= 32 13 45 6723 79 85 1243 23 54 6598 34 71 35 b= 12341.Matlab简介nMatlab的基本数据单位是矩阵 。nMatlab由主包和三十几种工具包(Toolbox)。工 具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。 n开放性，使Matlab广受用户欢迎。除内部函数 外，所有Matlab主包文件和各种工具包都是可 读可修改的文件，用户通过对源程序的修改
3、或 加入自己编写程序构造新的专用工具包。2.Matlab的语言特点 语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富。 运算符丰富。 Matlab既具有结构化的控制语句（如for循环，while循环 ，break语句和if语句），又有面向对象编程的特性。 程序限制不严格，程序设计自由度大。 程序的可移植性很好 。 Matlab的图形功能强大。 Matlab的缺点是，它和其他高级程序相比，程序的执行 速度较慢。 功能强大的工具箱是Matlab的另一特色。 源程序的开放性。3.MATLAB二维绘图 二维图形的绘制是MATLAB语言图形处理的基础 3.1 plot函数的基本用法 MATLAB最常用的画二维
4、图形的命令是plot ，plot函数的基本调用格 式为：plot(x,y) 看个简单的例子： y=0 0.58 0.70 0.95 0.83 0.25; plot(y) 生成的图形见图。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3-1 在0X2区间内，绘制曲线y=sin(2x)。程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y= sin(2*pi*x);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
5、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)。3.2多重线 含多个输入参数的plot函数调用格式为： plot(x1,y1,x2,y2,xn,yn) 在同一个画面上可以画许多条曲线，只需多给出几个数组 ，例如 x=0:pi/15:2*pi; y1=sin(x)； y2=cos(x)； plot(x,y1,x,y2) 则可以画出图3-2。多重线的另一种画法是利用hold命令。在已经画好的图形上 ，若设置hold on，MATLA将把新的plot命令产生的图形画在原 来的图形上。而命令hold off 将结束这个
6、过程。 例3-2： y=sin(x); plot(x,y) hold on z=cos(x); plot(x,z) hold offMATLAB的常用数学函数函数名 功能 sin 正弦函数cos 余弦函数tan 正切函数 acos 反余弦函数 atan 反正切函数 exp 指数函数 log 自然对数函数 sqrt 平方根函数 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2,xn,yn,选项n)nplot函数绘图参数表大全颜色和线型 n颜色 符号 线型 符号 黄色 y 点 . 洋红 m 空心圆 o 青色 c x标记 x 绿色 g 星号
7、 * 兰色 b 正方形 s 白色 s 菱形 d 黑色 k 下三角 v上三角 左三角 五角星 p六角星 h实线 -点线 ：点画线 -.虚线 - 例3-3 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,mp);3.4.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
8、式为：title(图形名称)xlabel(x轴说明)ylabel(y轴说明)text(x,y,图形说明)legend(图例1,图例2,) legend函数的基本用法是 legend(string1,string2,string3, .)分别将字符串1、字符串2、字符串3标注到图中，每 个字符串对应的图标为画图时的图标。 例如: plot(x,sin(x),.b,x,cos(x),+r) legend(sin,cos)这样可以把“.“标识为sin，把“+“标识为“cos“例3-4 给图形添加图形标注。 程序如下：x=(0:pi/100:2*pi);y1=2*exp(-0.5*x)*1,-1;y2
9、=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);title(曲线及其包络线); %加图形标题xlabel(independent variable X); %加X轴说明ylabel(independent variable Y); %加Y轴说明text(2.8,0.5,包络线); %在指定位置添加图形说明text(0.5,0.5,曲线y);text(1.4,0.1,离散数据点); legend(包络线, 曲线y,离散数据点) %加图例例3
10、-5 用图形保持功能在同一坐标内绘制曲线y=2e- 0.5xsin(2x)及其包络线，并加网格线。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);plot(x,y1,b:);axis(0,2*pi,-2,2); %设置坐标hold on; %设置图形保持状态plot(x,y2,k);grid on; %加网格线box off; %不加坐标边框hold off; %关闭图形保持3.5 使用matlab绘制三维图形n绘制三维曲线的最基本函数 ：plot3(x1,y1,z1,选项1,x2,y2,z
11、2,选项2,xn,yn,zn,选项n) n例3-6 t=(0:0.02:2)*pi;x=sin(t);y=cos(t);z=cos(2*t);plot3(x,y,z,b-,x,y,z,bd),view(-82,58),box on,legend( 链 , 宝石 )n绘制三维曲线的最基本函数 ： 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. 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) mesh函数绘制三维空间中的 网格曲面,曲面是由线条勾画成的;其
12、中x，y控 制X和Y轴坐标，矩阵z是由(x，y)求得Z轴坐 标，(x,y,z)组成了三维空间的网格点；c用于 控制网格点颜色。 surf(x,y,z,c) surf函数绘制三维空间中的表面曲面,这曲面是由 面片拼接而成的.n用曲面图表现函数 z2=x2+y2。 clf,x=-4:4;y=x;X,Y=meshgrid(x,y); % 生成 x-y 坐标“格点”矩阵 Z=X.2+Y.2; % 计算格点上的函数值 surf(X,Y,Z);hold on；colormap(hot)； stem3(X,Y,Z,bo) % 用来表现在格点上计算函数 值 作业：n1、在同一个画面上绘制3条数学曲线，三条曲线分别使用不同颜 色不同线型。n2、用曲面图表现函数 z2=sqrt(x2+y2)n3、练习透视演示 X0,Y0,Z0=sphere(30); % 产生单位球面的三维坐标 X=2*X0;Y=2*Y0;Z=2*Z0; % 产生半径为 2 的球面的三维坐标 clf,surf(X0,Y0,Z0); % 画单位球面 shading interp % 采用插补明暗处理 hold on,mesh(X,Y,Z),colormap(hot),hold off % 采用 hot 色图 hidden off % 产生透视效果 axis equal,axis off % 不显示坐标轴
