函數(shù)可視化與Matlab作

實(shí)驗(yàn)二函數(shù)可視化與Matlab作圖

函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!函數(shù)的可視化

f(x),g(x)是周期函數(shù)嗎？觀察它們的圖象。程序x=linspace(0,8*pi,100);F=inline('sin(x+cos(x+sin(x)))');y1=sin(x+cos(x+sin(x)));y2=0.2*x+sin(x+cos(x+sin(x)));plot(x,y1,'k:',x,y2,'k-')legend('sin(x+cos(x+sin(x))','0.2x+sin(x+cos(x+sin(x)))',2)令函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!matlab繪圖matlab語(yǔ)言豐富的圖形表現(xiàn)方法，使得數(shù)學(xué)計(jì)算結(jié)果可以方便地、多樣性地實(shí)現(xiàn)了可視化，這是其它語(yǔ)言所不能比擬的。MATLAB提供了豐富的繪圖功能helpgraph2d可得到所有畫(huà)二維圖形的命令helpgraph3d可得到所有畫(huà)三維圖形的命令

graph[ɡrɑ:f]

n.[數(shù)]圖表dimension[di'men??n]n.[數(shù)]維函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!主要內(nèi)容：輔助操作：批注：圖形名稱(chēng)坐標(biāo)軸名稱(chēng)曲線標(biāo)注圖例最基本的二維圖形指令函數(shù)：plot

plot[pl?t]vt.繪圖

圖形保持：同一坐標(biāo)軸控制多個(gè)圖形窗口分割：同一窗口含多個(gè)坐標(biāo)軸函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!線型、點(diǎn)形和顏色的控制plot(x,y,‘顏色＋線型＋點(diǎn)形’)plot(x,y,‘顏色＋線型＋點(diǎn)形’,x,y,‘顏色＋線型＋點(diǎn)形’,…)句柄圖形和set命令改變屬性值，可套用：h=plot(x,y),set(h,‘屬性’,屬性值,‘屬性’,屬性值,…)也可用plot(x,y,'屬性','屬性值')設(shè)置圖形對(duì)象的屬性。函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!plot的調(diào)用格式plot(x,y)：以x為橫坐標(biāo)、y為縱坐標(biāo)繪制二維圖形x,y是同維數(shù)的向量：描點(diǎn)，一一對(duì)應(yīng)；例在直角坐標(biāo)系下畫(huà)出y=sin(x)在[0,5]之間的圖形程序：x=[0:0.01:5];%產(chǎn)生x向量y=sin(x.^2);%注意點(diǎn)運(yùn)算,對(duì)應(yīng)的y坐標(biāo)

plot(x,y)；%繪制圖形函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!思考：在直角坐標(biāo)系下畫(huà)出y=sin(x)在[0,5]之間的圖形，要求青色、點(diǎn)劃線、圓圈程序：x=[0:0.01:5];%產(chǎn)生x向量--x軸取點(diǎn)

y=sin(x.^2);%對(duì)應(yīng)的y坐標(biāo)

plot(x,y,’c-.o’)；%繪制圖形函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!例：t=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);plot(t,y,t,y1,t,y2)yy1y2函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!練習(xí)：在直角坐標(biāo)系下，同一窗口中畫(huà)出y1=sin(x),y2=sin(2x),y3=cos(3x)在[0,2pi]之間的圖形，程序：t=0:pi/100:2*pi;y1=sin(x);y2=sin(2x);y3=cos(3x);plot(x,y1,x,y2,x,y3)函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!subplot(m,n,p):

將當(dāng)前窗口分成m乘n個(gè)子窗口，并在第p個(gè)窗口建立當(dāng)前的坐標(biāo)平面。

子窗口從左到右、從上到下的順序編號(hào)。注意：函數(shù)

subplot只是創(chuàng)建子圖坐標(biāo)平面，在該坐標(biāo)平面內(nèi)畫(huà)子圖，仍然需要使用plot函數(shù)或其他繪圖函數(shù)函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!例如：在同一窗口中在[0,2pi]畫(huà)出sin(x)、cos(x)exp(x)、exp(-x)x=linspace(0,2*pi,100);

%x軸從0-2pi取100個(gè)點(diǎn)subplot(2,2,1);plot(x,sin(x))

%視窗的第1行第1列畫(huà)sin(x)subplot(2,2,2);plot(x,cos(x))

%視窗的第1行第2列畫(huà)cos(x)subplot(2,2,3);plot(x,exp(x))

%視窗的第2行第1列畫(huà)exp(x)subplot(2,2,4);plot(x,exp(-x))

%視窗的第2行第2列畫(huà)exp(-x)函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!特殊的二維圖形函數(shù)1、極坐標(biāo)圖：調(diào)用格式：polar(theta,rho，s)用角度theta（弧度表示）和極半徑rho作極坐標(biāo)圖，用s指定線型。例解：theta=linspace(0,2*pi),rho=sin(2*theta).*cos(2*theta);polar(theta,rho,’g’)title(‘Polarplotofsin(2*theta).*cos(2*theta)’);函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!gca屬性控制：改變坐標(biāo)刻度改變當(dāng)前軸對(duì)象句柄gca屬性用h=plot(x,y),set(gca,‘屬性’,屬性值,…)可改變字體大小、坐標(biāo)刻度等軸對(duì)象的內(nèi)容。例如：set(gca,'ytick',[-1-0.500.51])將y坐標(biāo)按向量[-1-0.500.51]將刻度分成4格；set(gca,'yticklabel','a|b|c|d|e')改變y坐標(biāo)刻度的說(shuō)明。函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!坐標(biāo)軸的控制axis指令axis([xmin，xmax，ymin，ymax])：

設(shè)定二維圖形的x和y坐標(biāo)的范圍；分別表示x軸的起點(diǎn)、終點(diǎn)，y軸的起點(diǎn)、終點(diǎn)axis(‘equal’)：將x坐標(biāo)軸和y坐標(biāo)軸的單位刻度大小調(diào)整為一樣。

axis([xminxmaxyminymaxzminzmax])：

設(shè)定三維圖形的坐標(biāo)范圍；例如：x=[0:0.1:2*pi];y=sin(x);plot(x,y);axis([-0.5,2,-0.1,0.7])函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!例：t=0:0.1:10y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,'r',t,y2,'b--');text(3,sin(3),'yi=sin(t)')text(2,cos(2),'yi=cos(t)')title(‘正弦和余弦曲線');legend(‘正弦’,‘余弦’)%這兩個(gè)函數(shù)所用的線型xlabel(‘時(shí)間t’),ylabel(‘正弦、余弦')函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!例在同一張圖上畫(huà)出t=0:0.1:3*pi;%定義兩個(gè)變量alpha=0:0.1:3*pi;plot(t,sin(t),‘r-’);%畫(huà)個(gè)圖紅實(shí)線holdon;%保留圖plot(alpha,3*exp(-0.5*alpha),‘k:’);%畫(huà)第二個(gè)圖黑虛線set(gca,'fontsize',15,'fontname','timesNewRoman'),

%改變坐標(biāo)軸字體大小和字體類(lèi)型xlabel(‘\it{t(deg)}’);%設(shè)置x軸名稱(chēng)ylabel('\it{magnitude}');%設(shè)置y軸名稱(chēng)title(‘\it{sinewaveand{\it{Ae}}^{-\alpha{\itt}}wave}’);%設(shè)置圖的表題名稱(chēng)函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!plot3——基本的三維圖形指令調(diào)用格式：plot3(x,y,z)——x,y,z是長(zhǎng)度相同的向量plot3(X,Y,Z)——X,Y,Z是維數(shù)相同的矩陣plot3(x,y,z,s)——帶開(kāi)關(guān)量plot3(x1,y1,z1,'s1',x2,y2,z2,'s2',…)函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!三維繪圖（meshgrid指令：生成網(wǎng)格點(diǎn)）觀察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,'+')觀察結(jié)果函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!三維繪圖（繪圖指令）mesh(X,Y,z)：在三維空間中繪出由(X,Y,z)表示的曲面；meshz(X,Y,z)：除了具有mesh的功能外，還畫(huà)出上下高度線，meshc(X,Y,z)：除了具有mesh的功能外，還在曲面的下方畫(huà)出函數(shù)z=f(x,y)的等值線圖，surf(X,Y,z)：也是三維繪圖指令，與mesh的區(qū)別在于mesh繪出彩色的線，surf繪出彩色的面，運(yùn)行exp2_1,觀察效果函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!三維繪圖（等值線指令，繼續(xù)exp2_2顯示效果）clf,contour(X,Y,z,40),colorbarcontourf(X,Y,z,40),colorbarcontour3(X,Y,z,40),colormap([0,0,0])為等值線標(biāo)上函數(shù)值:可套用下面程序的格式.[cs,h]=contour(X,Y,z,15);clabel(cs,h,'labelspacing',244)labelspace是數(shù)值標(biāo)記之間相隔的寬度，默認(rèn)值為144,這里取了244，函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!空間曲線和運(yùn)動(dòng)方向的表現(xiàn)很顯然飛行曲線方程為：

函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!繪制空間曲線（程序講解exp2_3）exp2_3.mclf,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.-,'linewidth',1,'markersize',10),holdonVx=gradient(x);Vy=gradient(y);Vz=gradient(z);h=quiver3(x,y,z,Vx,Vy,Vz),set(h,'linewidth',1),gridonaxis([01.501.5040])xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z')，boxon運(yùn)行程序函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!在matlab中使用figure函數(shù)來(lái)建立圖形窗口，調(diào)用方式figure清除圖形窗口命令clf:清除當(dāng)前圖形窗口所有可見(jiàn)的對(duì)象clearfigurematlab圖形窗口函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!figure（n）：表示第n個(gè)圖形窗口

['fiɡ?]n.圖形

figure（1）；figure（2）；…；figure(n)打開(kāi)不同的圖形窗口，以便繪制不同的圖形。gridon：在所畫(huà)出的圖形坐標(biāo)中加入網(wǎng)格

gridn.[計(jì)]網(wǎng)格

gridoff：除去圖形坐標(biāo)中的網(wǎng)格holdon：把當(dāng)前圖形保持在屏幕上不變，同時(shí)允許在這個(gè)坐標(biāo)內(nèi)繪制另外一個(gè)圖形。holdoff：使新圖覆蓋舊的圖形函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!屬性變量和屬性值線寬：LineWidth點(diǎn)的大?。篗arkerSize線型：LineStyle顏色：color函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!plot指令:

plot(x,y,‘顏色＋線型＋點(diǎn)形’)例:t=[0:pi/20:8*pi];y=sin(t);plot(t,y,’r:*’)r表示線的顏色為紅色，:表示線型為虛線，*表示標(biāo)示符號(hào)為星號(hào)1.單窗口單曲線繪圖函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!2.單窗口多曲線繪圖調(diào)用格式：plot(x,y1,x,y2,…)

2.plot(x,y1),holdon,plot(x,y2),holdoff例：在直角坐標(biāo)系下，同一窗口中畫(huà)出y=sin(t),y1=sin(t+0.25),y2=sin(t+0.5)在[0,2pi]之間的圖形，函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!方法2.程序：t=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);plot(t,y)holdony1=sin(t+0.25);plot(t,y1)y2=sin(t+0.5);plot(t,y2)holdoffholdon：畫(huà)完一張圖后，用此命令保持住，再畫(huà)其它圖。---連續(xù)畫(huà)圖命令holdoff：使新圖覆蓋舊的圖形如果去掉holdon，操作一下？畫(huà)圖結(jié)束后記得用holdoff命令取消連續(xù)畫(huà)圖命令函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!在直角坐標(biāo)系下，同一窗口中繪制兩條不同顏色、不同線型的曲線，調(diào)用格式：

plot(x,y,‘顏色＋線型＋點(diǎn)形’,x,y,‘顏色＋線型＋點(diǎn)形’,…)在[0,8]上繪制曲線y1=0.2+sin(-2x),采用綠色、實(shí)線、加號(hào)標(biāo)記，曲線y2=sin(x)采用紅色，虛線、星號(hào)標(biāo)記程序：x=0:0.2:8;y1=0.2+sin(-2*x);y2=sin(x);plot(x,y1,'g-+',x,y2,'r--*')函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!3.單窗口多曲線分圖繪圖subplot——子圖分割命令調(diào)用格式：

subplot(m,n,p)——按從左至右，從上至下排列

行列繪圖序號(hào)函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!t=[0:pi/20:5*pi];subplot(1,2,1);plot(t,sin(t));gridon;subplot(1,2,2);plot(t,-sin(t));gridon;例》Plotyy(t,sin(t),t,-sin(t))函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!例觀察：改變繪圖的線型和顏色。用gridon指令為圖形窗口加上網(wǎng)格線，并改變網(wǎng)格的線型和字體的大小。gca:軸對(duì)象句柄，如字體大小和網(wǎng)格線的屬性等程序》x=[0:0.1:2*pi];y=sin(x);plot(x,y);》h=plot(x,y);set(h,'LineWidth',5,'color','red');gridon；set(gca,'GridLineStyle','-','fontsize',16);函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!文字表注指令：將標(biāo)題、坐標(biāo)軸標(biāo)記、網(wǎng)格線及文字注釋加注到圖形上，這些函數(shù)為：

title——給圖形加標(biāo)題：title(‘圖形標(biāo)題’)；xlable——給x軸加標(biāo)注：xlabel（‘x軸名稱(chēng)’）ylable——給y軸加標(biāo)注：ylabel（‘y軸名稱(chēng)’）text—在圖形指定位置加標(biāo)注：text(a,b,‘說(shuō)明文字’)gtext--將標(biāo)注加到圖形任意位置：gtext（‘說(shuō)明文字’）用鼠標(biāo)在特定位置輸入文字gridon(off)——打開(kāi)、關(guān)閉坐標(biāo)網(wǎng)格線legend——添加圖例axis——控制坐標(biāo)軸的刻度文字標(biāo)注常用符號(hào)：

\pi（π）；\alpha（α）；\beta（β）；\leftarrow（左箭頭）\rightarrow（右箭頭）；\bullet（點(diǎn)號(hào)）函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!

程序講解text(6,sin(6),‘\fontsize{15}TheValue\it{sin(t)}at{\itt}=6\rightarrow\bullet’,‘HorizontalAlignment’,‘right’),%文字標(biāo)注text(2,3*exp(-0.5*2),['\fontsize{15}\bullet\leftarrowTheValueof\it{3e}^{-0.5\it{t}}=',num2str(3*exp(-0.5*2)),'at\it{t}=2']);%文字標(biāo)注legend(‘\itsin(t)’,‘{\itAe}^{-\alphat}’)

%說(shuō)明這兩個(gè)函數(shù)所用的線性注1：num2str(b)：把數(shù)字b轉(zhuǎn)化成字符串['string1',num2str,'string2']，用方括號(hào)注2：legend請(qǐng)結(jié)合圖形觀察此命令的使用和text結(jié)合使用可在圖形上顯示函數(shù)值，test（……，['string1',num2str,'string2']）函數(shù)可視化與Matlab作共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!ezplo