北京科技大學(xué)《matlab和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》 第二次課

1、第四章 Matlab 繪圖Matlab繪圖二維曲線空間曲線空間曲面一、Matlab 二維曲線繪圖1、基本繪圖指令 命令形式1：plot（y） 功能：畫一條或多條折線圖。將（i,y(i) 畫出，x 取的是自然數(shù)命令形式2：plot（x，y）功能：畫一條或多條折線圖。其中，x,y 可以是向量或矩陣。 說明：1、當(dāng)x,y都是向量時(shí)，元素個(gè)數(shù)必須相等， plot(x,y) 按順序連接各點(diǎn)(x(i),y(i)成一 條曲線或折線。例：x=1 2 3; y=3 2 5; plot(x,y)說明：2、當(dāng)x為n維向量,y為n * m矩陣時(shí)，plot(x,y) 按向量x分別與矩陣y的每一列匹配，畫出m 條曲線或折

2、線。例 x= 3 4 7; y=4 5 6 5 4 7 9 5 1 4 2 5; plot (x,y)思考： 1、當(dāng)x為n維向量，y為m x n 矩陣時(shí)， plot(x,y)怎么畫？ 2、當(dāng)x為n維向量，y為m x w 矩陣時(shí)， plot(x,y)怎么畫？ 3、當(dāng)x為n維向量，y為n x n 矩陣時(shí)， plot(x,y)怎么畫？例1 畫出函數(shù)y = sin x2 在-5 x 5 的圖形。grid on作用是：在圖形中標(biāo)出網(wǎng)格線解: Matlab 命令: x=-5:0.1:5; y=sin(x.2); plot(x,y),grid onX=a:h:b; 步長h可以任意選取，步長越小，曲線越光滑。

3、曲線y=sinx2 命令形式3 ：plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3)功能：在同一圖形窗口畫出多條曲線 。例2 ：在同一圖形窗口畫出三個(gè)函數(shù)y = cos 2x , y = x2 , y = x的圖形,自變量范圍為:-2 x 2 解 Matlab命令：x=-2:0.1:2; plot(x,cos(2*x),x,x.2,x,x) legend(cos(2x),x2,x)legend作用是：對圖形進(jìn)行圖例標(biāo)注例2的繪圖結(jié)果2基本繪圖控制參數(shù)控制分隔線gridgrid 在grid on與 grid off之間進(jìn)行切換grid on 在圖中使用分隔線grid off 在圖中消隱分隔線 圖形的

4、重疊繪制holdhold 在hold on與 hold off之間進(jìn)行切換hold on 保留當(dāng)前圖形和它的軸,使此后圖形疊放在當(dāng)前圖形上hold off 返回Matlab的缺省狀態(tài)。此后圖形指令運(yùn)作將抹掉 當(dāng)前窗中的舊圖形，然后畫上新圖形。 3線型、定點(diǎn)標(biāo)記、顏色二維繪圖指令還提供一組控制曲線線型、標(biāo)記類型、顏色的開關(guān)。該開關(guān)總跟在一元或二元對的后面，具體如下：plot(x,y, String)plot(x1,y1, String1,x2,y2, String2,)其中，string是字符串，該字符串由表4-1、表4-2表4-3（見課本P44）中的字符組成。例6 利用hold指令在同一坐標(biāo)系

5、中畫出如下兩條參數(shù)曲線，參數(shù)曲線方程為： t滿足解 Matlab 命令為 t=0:pi/50:2*pi; plot(cos(t),sin(t),b*) ,grid on, hold on,plot(sin(t),sin(2*t),r.) 4圖形的標(biāo)注圖名標(biāo)注titletitle(String) 在圖形的頂端加注文字作為圖名坐標(biāo)軸標(biāo)注xlabel,ylabel,zlabel(String) xlabel(String) 在當(dāng)前圖形的x軸旁邊加入文字內(nèi)容ylabel(String) 在當(dāng)前圖形的y軸旁邊加入文字內(nèi)容zlabel(String) 在當(dāng)前圖形的z軸旁邊加入文字內(nèi)容圖形標(biāo)注gtextgt

6、ext(String) 在鼠標(biāo)指定位置上標(biāo)注 說明：使用gtext指令后，會(huì)在當(dāng)前圖形上出現(xiàn)一個(gè)十字叉，等待用戶選定位置進(jìn)行標(biāo)注。移動(dòng)鼠標(biāo)到所需位置按下鼠標(biāo)左鍵，Matlab就在選定位置標(biāo)上文字。 圖例標(biāo)注legend legend(String1, String2, String3,) 當(dāng)在一幅圖中出現(xiàn)多種曲線時(shí)，結(jié)合在繪制時(shí)的不同線性與顏色等特點(diǎn)，用戶可以用legend命令進(jìn)行說明。5.一個(gè)圖形窗口多個(gè)子圖的繪制subplot指令它不僅適用于二維圖形而且也適用于三維圖形。其本質(zhì)是將窗口分為幾個(gè)區(qū)域，再在每個(gè)小曲域中畫圖形。subplot(m,n,i) 把圖形窗口分為mn個(gè)子圖，并在第i個(gè)子

7、圖中畫圖。例7 在同一坐標(biāo)系中畫出兩個(gè)函數(shù)y = cos 2x ,y = x的圖形,自變量范圍為:-2 x 2,函數(shù)y = cos 2x為紅色實(shí)線, 函數(shù)y = x 為藍(lán)色點(diǎn)劃線。并加注標(biāo)題，坐標(biāo)軸。 解： Matlab命令為clfx=-2:.1:2;y1=cos(2*x);y2=x;subplot(1,2,1)plot(x,y1,r-,x,y2,b-.),grid ontitle(曲線y1=cos(2x)與y2=x)xlabel(x軸),ylabel(y軸)gtext(y1=cos(2x),gtext(y2=x)legend(y1=cos(2x),y2=x)subplot(1,2,2)plo

8、t (x,y1,x,y2)二Matlab空間曲線繪圖三維空間曲線命令plot3plot3(x，y)plot3(x,y,z,String)plot3(x1,y1,z1,String1,x2,y2,z2, String2,)plot3與plot的用法相同三Matlab空間曲面繪圖 Meshgrid命令:meshgrid的調(diào)用形式是：X,Y=meshgrid(x,y) 繪制二維圖形時(shí)生成小矩形的格點(diǎn)X,Y=meshgrid(x) 等價(jià)于X,Y=meshgrid(x,x) X,Y,Z=meshgrid(x,y,z)繪制三維圖形時(shí)生成空間曲面的格點(diǎn)X,Y,Z=meshgrid(x) 等價(jià)于X,Y,Z=m

9、eshgrid(x,x,x)例:x=1,2,3；y=1,2,3,4； X,Y=meshgrid(x,y) X = 1 2 3 Y =1 1 1 1 2 3 2 2 2 1 2 3 3 3 3 1 2 3 4 4 4 例:x=1,2,3 X,Y=meshgrid(x) X = 1 2 3 Y =1 1 1 1 2 3 2 2 2 1 2 3 3 3 3三維網(wǎng)格圖命令Mesh命令Mesh命令介紹利用函數(shù)meshgrid生成格點(diǎn)矩陣后，然后求出各格點(diǎn)對應(yīng)的函數(shù)值，就可以利用三維網(wǎng)格命令mesh畫出空間曲面。函數(shù)mesh用來生成函數(shù)的網(wǎng)格曲面，即各網(wǎng)格線段組成的曲面。例:x=1,2,3 y=1,2,3

10、,4 X,Y=meshgrid(x,y) X = 1 2 3 Y =1 1 1 1 2 3 2 2 2 1 2 3 3 3 3 1 2 3 4 4 4 Z=ones(size(X);mesh(X,Y,Z)例： x=1:.1:3; y=1:.1:4; X,Y=meshgrid(x,y); Z=ones(size(X); mesh(X,Y,Z) 例6 用平行截面法討論由方程構(gòu)成的馬鞍面形狀。p73解：Matlab命令為t=-10:0.1:10;x,y=meshgrid(t);z1=(x.2-2*y.2)+eps;subplot(1,3,1),mesh(x,y,z1),title(馬鞍面)a=input(a=(-50a50),z2=a*ones(size(x);subplot(1,3,2),mesh(x,y,z