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1、实验二实验二函数可视化与函数可视化与MatlabMatlab作图作图1函数的可视化函数的可视化n f (x), g (x)是周期函数吗？观察它们的图象。n 程序 clf, x=linspace(0,8*pi,100); y1=sin(x+cos(x+sin(x); y2=0.2*x+sin(x+cos(x+sin(x); plot(x,y1,k:,x,y2,k-) ;hold on; legend(sin(x+cos(x+sin(x),0.2x+sin(x+cos( x+sin(x),2)n令2绘制平面曲线绘制平面曲线( (plotplot指令指令) ) plot(x,y)： 以x为横坐标、y
2、为纵坐标绘制二维图 形 x,y是同维数的向量； plot(y)： 相当于x=1,2,length(y)时情形 。3注：离散数据作图绘制平面曲线绘制平面曲线（绘制多个图形（绘制多个图形) ) 1. plot(x,y1;y2;), x是横坐标向量，y1;y2;是由若 干函数的纵坐标拼成的矩阵 2. plot(x,y1), hold on, plot(x,y2), hold off 3. plot(x,y1,x,y2,) 4.plotyy两个坐标系，用于绘制不同尺度的函 数。 4绘制平面曲线绘制平面曲线（线型、点形和颜色的控制）（线型、点形和颜色的控制） plot(x,y,颜色线型点形) plot(
3、x,y,颜色线型点形,x,y,颜 色线型点形, ) 句柄图形和set命令改变属性值，可套 用： h=plot(x,y), set(h,属性,属性值,属性,属性值 ,) 也可用plot(x,y,属性,属性值)设置 图形对象的属性。5绘制平面曲线绘制平面曲线（属性变量和属性值）（属性变量和属性值）n线宽：LineWidthn点的大小： MarkerSizen线型：LineStylen颜色：color6绘制平面曲线绘制平面曲线（例）（例） 观察： 改变绘图的线型和颜色。 用grid on 指令为图形窗口加上 网格线，并改变网格的线型和字体的大小。 程序 h=plot(0:0.1:2*pi,sin(0
4、:0.1:2*pi); set(h,LineWidth,5,color,red); grid on set(gca,GridLineStyle,-,fontsize,16) 观察结果7绘制平面曲线绘制平面曲线（坐标轴的控制）（坐标轴的控制） axis指令 axis(xmin xmax ymin ymax)：设定二维图形的x和y坐标的范 围； axis(xmin xmax ymin ymax zmin ymax) ：设定三维图形的坐标范围 ； 其中xminxxmax， yminyymax ，zminzzmax。8绘制平面曲线绘制平面曲线（gcagca属性控制）属性控制） 改变当前轴对象句柄gca
5、属性 用set(gca,属性,属性值,)可改变字体大 小、坐标刻度等轴对象的内容。例如： set(gca,ytick,-1 -0.5 0 0.5 1) 将 y 坐标按向量-1 -0.5 0 0.5 1将刻度 分成4格； set(gca,yticklabel,a|b|c|d|e) 改变y坐标刻度的说明。9绘制平面曲线绘制平面曲线（gcagca属性控制属性控制, ,例）例） 设置y坐标的刻度并加以说明，并改变字体的 大小。 程序 plot(0:0.1:2*pi,sin(0:0.1:2*pi),k.-);grid on, axis(0 6.3 -1.1 1.1), set(gca,ytick,-1
6、-0.5 0 0.5 1), set(gca,yticklabel,a|b|c|d|e), set(gca,fontsize,20) get(gca) 运行结果 10绘制平面曲线绘制平面曲线（文字标注）（文字标注） title(图形标题)； xlabel（x轴名称）；ylabel（y轴名称）； zlabel（z轴名称）； text(说明文字)：创建说明文字； gtext（说明文字）：用鼠标在特定位置输入文 字。 文字标注常用符号： pi （）；alpha （）；beta （）； leftarrow （左箭头） rightarrow （右箭头 ）； bullet （点号）11绘制平面曲线绘制平面
7、曲线（exp2_1.mexp2_1.m） clf, t=0:0.1:3*pi;alpha=0:0.1:3*pi; plot(t,sin(t),r-);hold on; plot(alpha,3*exp(-0.5*alpha),k:); set(gca,fontsize,15,fontname,ti mes New Roman), xlabel(itt(deg); ylabel(itmagnitude); title( itsine wave and itAe- alphaittwave); 12绘制平面曲线绘制平面曲线（exp2_1.mexp2_1.m） text(6,sin(6),fonts
8、ize15The Value itsin(t) at itt=6rightarrowbullet, HorizontalAlignment,right), text(2,3*exp(-0.5*2), fontsize15bulletleftarrow The Value of it3e-0.5 itt=, num2str(3*exp(-0.5*2), at itt =2 ); legend(itsin(t),itAe-alphat) 注1： num2str： string1 ,num2str,string2，用方括号 注2： legend 请结合图形观察此命令的使用 13图形窗口的创建和分割图
9、形窗口的创建和分割 subplot(m,n,k)命令。 在图形区域中显示多个图形窗口。 m为上下分割数，n为左右分割数，k为第k子图编号。 例：将一个图形分为9个子图，在第k个子图画 sin(kx) 的图象. 程序： clf,b=2*pi;x=linspace(0,b,50); for k =1:9 y=sin(k * x); subplot(3,3,k),plot(x,y),axis(0,2*pi,-1,1) end14若干有用的指令若干有用的指令 clf：清除图形窗口已有的内容. shg：显示图形窗口。 clear、 clear x：清除工作空间的已 有变量。 figure(n): 打开第
10、n个图形窗口 help: : 续行号15绘制二元函数绘制二元函数( (三维绘图三维绘图) ) 基本步骤： 1.生成二维网格点 2. 计算函数在网格点上的值 3. 绘制函数图形16三维绘图三维绘图（ meshgridmeshgrid指令：指令：生生成网格点成网格点 ） 观察meshgrid指令的效果。 程序： a=-0.98;b=0.98;c=-1;d=1;n=10; x=linspace(a,b,n); y=linspace(c,d,n); X,Y=meshgrid(x,y); plot(X,Y,+) 观察结果17三维绘图三维绘图（计算函数值，定义域裁减（计算函数值，定义域裁减） 程序： cl
11、f;clear; a=-0.98;b=0.98;c=-15;d=15;n=200;eps1=0.01; x=linspace(a,b,n); y=linspace(c,d,n); X,Y=meshgrid(x,y); %plot(X,Y,+); for i=1:n for j=1:n if (1-X(i,j)eps1|(X(i,j)-Y(i,j)eps1) z(i,j)=NaN; else z(i,j)=1000*sqrt(1-X(i,j)-1.*log(X(i,j)-Y(i,j); end end end %见程序.txt 18三维绘图三维绘图（绘图指令绘图指令） mesh(X,Y,z) ：
12、 在三维空间中绘出由(X,Y,z)表示的曲面； meshz(X,Y,z)： 除了具有mesh的功能外，还画出上下高 度线， meshc(X,Y,z)： 除了具有mesh的功能外，还在曲面的下 方画出函数z=f(x,y)的等值线图， surf(X,Y,z)：也是三维绘图指令，与mesh的区别在于mesh绘 出彩色的线，surf绘出彩色的面， 运行exp2_1,观察效果19三维绘图三维绘图（等值线指令（等值线指令） 表现二维函数的图形的另一种方式是绘制等值 线图。 contour(X,Y,z,n)： n条等高线，n可缺省； contourf(X,Y,z,n)： 等值线间用不同的颜色填满，有更好的视
13、觉 效果； contour3(X,Y,z,n)： 在三维空间画出等值线图 colorbar：将颜色与函数值对应起来显示在图中。20三维绘图三维绘图（等值线指令，继续（等值线指令，继续exp2_2exp2_2显示效显示效 果果） clf,contour(X,Y,z,40),colorbar contourf(X,Y,z,40),colorbar contour3(X,Y,z,40),colormap(0,0,0 ) 为等值线标上函数值: 可套用下面程序的格式. cs,h=contour(X,Y,z,15); clabel(cs,h,labelspacing,244) labelspace是数值标
14、记之间相隔的宽度，默认值 为144, 这里取了244，21空间曲线和运动方向的表现空间曲线和运动方向的表现 一条空间曲线可以用矢量函数表示为n它的速度矢量表现为曲线的切矢量:22空间曲线和运动方向的表现空间曲线和运动方向的表现n很显然飞行曲线方程为： 23绘制空间曲线（指令）绘制空间曲线（指令） plot3(x,y,z)： 绘制三维空间曲线，用法和plot类似。 quiver(X,Y,u,v)：绘制二维矢量， 在坐标矩阵点X,Y处绘制矢量u,v, 其 中u为矢量的x坐标，v为矢量的y 坐标，其维 数不小于2。 quiver3（X,Y,Z,u,v,w）： 绘制三维矢量，用法与quiver类似。 Gradient： Fx,Fy,Fz=gradient(F)为函数F数值 梯度 24绘制空间曲线绘制空间曲线（程序讲解（程序讲解exp2_3exp2_3） exp2_3.m clf,t=linspace(0,1.5,20); x=t.2;y=(2/3)*t.3;z=(6/4)*t.4-(1/3)*t.3; plot3(x,y,z,r.-
