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1、第4章 MATLAB 绘图 (1),数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,2/33,主要内容：,二维图形的绘制和辅助操作； 三维图形的绘制和辅助操作； 了解特殊图形的绘制函数； 句柄图形； 图形用户界面。,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,3/33,4.1 二维绘图,4.1.1 直角坐标系的二维图形 plot：直角坐标系的二维图形的绘制函数 三种调用格式: 1) plot(y，s) 功能：当y是向量时，元素的序号作为x坐标，元素值作为y坐标，对应绘制线性直角坐标系的二维图形。 当y是矩阵时，元素的所在行号作为x坐标，元素值作为y坐标，分别对应绘制线性直角坐标系的二维图形，曲
2、线条数等于输入参数矩阵的列数。,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,4/33,2) plot(x,y，s) 功能：当x是向量，y是矩阵时，则绘制出多根不同颜色的曲线。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。 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。 当输入参数是实矩阵时，则按列绘制每列元素值相对其下标的曲线，曲线条数等于输入参数矩阵的列数。 当输入参数是复数矩阵时，则按列分别以元素实部和虚部为横、纵坐标绘制多条曲线。,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,5/33,3)plot(x1,y1,s1,x2,y
3、2,s2,xn,yn，sn) 功能：绘制（xi,yi,si）对应的二维图形。 S是表示所绘图形的线形、点型和颜色的字符串。函数调用格式中的S是线形、点型和颜色的组合字符，默认值为b-.（蓝色实线实点标记)。,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,6/33,绘图函数的常用的颜色含义,类型 符号 蓝色(默认) b(Blue) 黄色 y(Yellow) 品红色(紫色) m(Magenta) 青色 c(Cyan) 红色 r(Red) 绿色 g(Green) 白色 w(White) 黑色 k(Black),数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,7/33,绘图函数的常用的线形含义,类型 符
4、号 实线(默认) - 点线 : 点划线 -. 虚线 -,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,8/33,绘图函数的常用的数据点形含义,类型 符号 实点标记（默认） . 圆圈标记 o 叉号形 x 星号标记 * 钻石形标记 d 向下的三角形标记 v 向上的三角形标记 向左的三角形标记 五角星标记 p,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,9/33,例4-1 已知 y=4 6 3 9 6 8 6 15 3 2 3试画出y对应于元素下标的曲线。 例4-2 绘制-pi,pi上的正弦曲线。 例4-3 用红色虚线绘制函数y=tan(sinx)-sin(tanx)的图像，并在取值点用方块标注。
5、,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,10/33,4.1.2 图形窗口,1、创建新图形窗口 figure figrue(n)创建和显示当前序号为n的图形窗口。n省略表示创建序号+1窗口 例 4-4 在两个图像窗口中，分别绘制y=sin(x)和y=cos(x)在定义域x0,2*pi内的图像。,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,11/33,2、图形的保持 hold on 命令保持当前图形并加入另一个图形； hold off命令 释放当前图形窗口（缺省状态） 例4-5 在同一个图形窗口中绘制几个三角函数。,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,12/33,3、图形窗口的
6、分割 subplot(m,n,p) 将图形窗口分割成m行n列,并设置p所指定的子窗口为当前窗口。子窗口按行由左至右，由上至下进行编号。subplot设置图形窗口为缺省模式，即单窗口模式，等价于subplot (1,1,1)。 例4-6 将图形窗口分割成2行2列各4个子窗口，并在不同子窗口中绘制函数图像,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,13/33,4.1.3 坐标系属性的设置,1、坐标轴的设置 axis(xmin xmax ymin ymax) 设定坐标系统的最大和最小值。 axis auto 将当前图形的坐标系统恢复到自动缺省状态。 axis square 将当前图形的坐标系统设
7、置为方形。 axis equal 将当前图形的坐标轴设成相等。 例4-7 画出0,pi/2上函数y=tan(x)的图形,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,14/33,2、坐标框 box 坐标框在封闭式和开启式之间切换指令。 box on 显示当前坐标轴的坐标框 box off 不显示当前坐标轴的坐标框。 3、网格线 grid是否画分格线的双向切换命令 grid on设置为在当前坐标系中画分格线 grid off为不画分格线。,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,15/33,4、标注文字 title(txt) 在图形窗口顶端的中间位置输出字符串txt作 为标题。 xlabe
8、l(txt) 在x轴下的中间位置输出字符串txt作为标 注。 ylabel(txt) 在y轴边上的中间位置输出字符串txt作为标 注。,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,16/33,text(x,y,txt) 在图形窗口的(x, y)处写字符串txt。坐标x和y按照与所绘制图形相同的刻度给出。 gtext(txt) 通过使用鼠标或方向键，移动图形窗口中的十字光标，在图形窗口中添加字符串txt。 legend(str1 ,str2 ,) 在当前图上输出图例，按照绘图顺序用字符串str1, str2等作为标注。 legend off 从当前图形中清除图例。,数学软件与数学实验-山东师范
9、大学数学科学学院,17/33,例4-8 绘制0,2*pi上的正弦函数图像 x = 0:pi/50:2*pi; y=sin(x); plot(x,y) xlabel(x轴) ylabel(y轴) title(正弦函数图像) text(pi,0,fontsize18leftarrowsin(pi),数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,18/33,4.1.4 特殊坐标绘图,1、双y轴绘图 有时，需要对函数值变换范围差别较大的两组数据同时绘图，如果采用叠加绘图方式，则很难从图像中辨别出函数值变化范围较小的那组数据的变换趋势细节，这时最好采用双y轴绘图。绘制函数plotyy的调用格式如下： p
10、lotyy(X1,Y1,X2,Y2,function1,function2) 采用左侧纵轴绘制function（X1，Y1）右侧纵轴绘制function（X2，Y2）。其中X1和Y1、 X2和Y2为对应的向量或矩阵。function1，function2可以是MATLAB中所有接收X-Y数据对的二维绘图函数，省略时默认为plot。,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,19/33,4.1.4 特殊坐标绘图,例4-9 画出函数和积分在区间上的曲线。 操作步骤： dx=0.1;x=0:dx:4; s=cumtrapz(y)*dx; a=plotyy(x,y,x,s); text(0.5,1
11、.5,fontsize14ity=xsinx) sint=fontsize16int_fontsize80 x; text(2.5,3.5,fontsize14its=,sint, fontsize14itxsinxdx); xlabel(x),数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,20/33,4.1.4 特殊坐标绘图,2、极坐标系绘图 polar：极坐标系绘图函数 polar(theta,r) 在极坐标中绘图。向量theta的元素代表弧度参数，向量r代表从极点开始的长度。,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,21/33,例4-10 画出星形线 的图像。 分析：绘制极坐标图，
12、需要把参数方程化为极坐标方程 r=， 注意极坐标方程中建立的r与的关系，此时只是参数，不是极坐标系下的极角。程序如下： x=0:0.01:2*pi;r=3./(cos(x).2).(1/3)+(sin(x).2).(1/3).(3/2); polar(x,r),数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,22/33,3、对数坐标绘图 半对数和对数坐标系绘图函数: semilogx， semilogy, loglog 格式： semilogx(x,y) 功能：在半对数坐标系中绘图，x轴用以10为底的对数刻度标定。这类似于plot(log10(x),y),但是对于log10(0)不能给出警告信息
13、。,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,23/33,semilogy(x,y) 功能：在半对数坐标系中绘图，y轴用以10为底的对数刻度标定。这类似于plot(x,log10(y),但是对于log10(0)不能给出警告信息。 loglog(x,y) 功能：在对数坐标系中绘图。两个坐标轴均用以1 0为底的对数刻度标定。这类似于plot (log10(x),log10(y),但是对于log10(0)不能给出警告信息,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,24/33,绘制的对数坐标图并于直角线性坐标图进行比较。 操作步骤： x = 0:0.1:10;y =exp(-x); subpl
14、ot(2,2,1) ; plot(x,y); %绘制直角坐标系图形 title (Linear Plot);xlabel (x);ylabel (y);grid on; subplot(2,2,2); semilogx(x,y); %x轴对数绘图 title (Semilog x Plot);xlabel (x);ylabel (y);grid on; subplot(2,2,3) ; semilogy(x,y); %y轴对数绘图 title (Semilog y Plot);xlabel (x);ylabel (y);grid on; subplot(2,2,4) ; loglog(x,y)
15、; %双对数绘图 title (Loglog Plot);xlabel (x);ylabel (y);grid on;,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,25/33,4.1.5 函数绘图,常用的三个函数绘图函数： ezplot， fplot和 ezpolar 1) ezplot 一元函数绘图 ezplot(f,a,b) 在区间a b绘制f(x)的图形, 其中f是x的单变量函数，区间的默认值为-2 2。,数学软件与数学实验-山东师范大学数学科学学院,26/33,二元函数绘图 ezplot(f) 在默认区间-2x2和-2y2绘制f(x,y)=0的图形。 ezplot(f,xmin,xmax,ymin,ymax) 在区间xmin xmax和ymin ymax绘制f(x,y)=0的图形。 ezplot(f,a,b) 在区间a b和a b绘制f(x,y)=0的图形。 ezplot(x,y) 在默认区间 绘制参数方程x=x(t)和y=y(t)的图形。 ezplot(x,y,
