[理学]matlab3 作图.ppt

,第三讲 函数可视化与Matlab作图,f (x), g (x)是周期函数吗？观察它们的图象。,引例：令,clf, x=linspace(0,8*pi,100); f=inline(sin(x+cos(x+sin(x); y1=f(x); g=inline(0.2*x+sin(x+cos(x+sin(x); %inline表示内联函数 y2=g(x); plot(x,y1,k:,x,y2,k-) , legend(f(x)=sin(x+cos(x+sin(x),g(x)=0.2x+sin(x+cos(x+sin(x),2), %legend，2表示第2个角落 text(x(49),y1(50)-0.4,bullet); text(x(14),y2(50)+1,bullet);,程序：,一、基本二维图形,在Matlab软件中，绘制曲线图形的基本函数是plot，它的功能主要是绘制线性二维图形。,1、plot(x,y)：以x为横坐标、y为纵坐标绘制二维图形, x,y是同维数的向量；,（一）基本作图指令,2、plot(y)：以该向量元素的下标为横坐标、元素值为纵坐标画出一条连续曲线,相当于x=1,2,length(y)时情形。,例1、画出y=sinx在0,2上的图形,格式：x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); plot(x,y),则生成如下图形：,第三讲 Matlab的图形功能(2),图形是由0,2上30个点连成的正弦曲线。,画出y=sinx在0,2上的图形也可用如下格式：,x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y),例2、画折线图： 由点0，0.58，0.70，0.95，0.83，0.25用折线边组成的图,格式：y=0 0.58 0.70 0.95 0.83 0.25;plot(y),则生成如下图形：,（二）绘制多条曲线,（1） plot(x1,y1), hold on, plot(x2,y2), hold off,1、同一图形窗口绘制多条曲线,（2）plot(x1,y1,x2,y2,),例3、 画出y=sinx，y=cosx在0,2上的图形,格式1： clf,clear, x=linspace(0,2*pi,30); y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1,x,y2),利用hold命令，在已经画好的图形上，若设置hold on，Matlab将把新的plot命令产生的图形画在原来的图形上，hold off 命令将结束这一过程。,例4、画出y=sinx，y=cosx，y=x在0,2上的图形,格式： clf,clear, x=linspace(0,2*pi,30); y1=sin(x);plot(x,y1) Hold on y2=cos(x); plot(x,y2) y3=x;plot(x,y3) hold off,2、同一界面画多幅图形,在同一个画面上建立几个坐标系，用subplot(m,n,k)命令把一个画面分成mn个图形区域，k代表当前的区域号，在每个区域中分别画一个图。如：,clf,clear, x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x);z=cos(x); U=2*sin(x).*cos(x); V=sin(x)./cos(x); subplot(2,2,1),plot(x,y) subplot(2,2,2),plot(x,z) subplot(2,2,3),plot(x,U), subplot(2,2,4),plot(x,V),（三）图形的属性设置和屏幕控制,（1）plot(x,y,颜色线型点形),1、颜色、线型和点型的控制,（2）plot(x,y1,颜色线型点形,x,y2, 颜色线型点形, ),基本格式：,Matlab对曲线的线型和颜色有许多选择，各符号说明如下：,例6、用红颜色、点用表示、线用虚线形式画出 y=sinx在0,2上的图形,格式：x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); plot(x,y,r*:),例7、用紫颜色、点用o表示、线用点划线形式画出 y=sinx在0,2上的图形,格式：x=linspace(0,2*pi,20); y=sin(x); plot(x,y, mo-.),grid on/off :为图形窗口显示/不显示网格线,2、图形中加网格、标记的参数设置,(3)坐标轴的控制,axis指令 axis off/on 不显示/显示坐标轴 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 ；,(2)box on/off：使用/不使用坐标框,例8、 y=sinx在0,2上的图形,格式： clf, clear, x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y,r-) axis equal; axis (-1 1 0 1) ;,(3)图形的文字标注,title(图形标题)； xlabel（x轴名称）；ylabel（y轴名称）；zlabel（z轴名称）； text(x,y,z,说明文字)：在指定位置创建说明文字； gtext（说明文字）：用鼠标在特定位置输入文字。 legend: 用于说明不同函数所使用的线型 文字标注常用符号： pi （）；alpha （）；beta （）； leftarrow （左箭头） rightarrow （右箭头）； bullet （点号）,例9、 y=sinx在0,2上的图形,格式： clf,clear, x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y,r-) title(正弦曲线); xlabel(自变量 x); ylabel(函数y=sinx); text(5.5,0,y=sinx); grid on;,（四）、极坐标图,函数polar(，）是根据极角和极径绘制极坐标图。,解:输入命令: clf,clear x=-2*pi:0.1:2*pi; r=3*(1+cos(x); polar(x,r),例10 画出心形线3(1+cos)的图象,例11 画出心形线3*sin(2 )*cos(2)的图象,解:输入命令: clf,clear, x=0:0.1:2*pi; r=3*sin(2*x).*cos(2*x); polar(x,r, r*-),函数fplot(fun,limits)是在指定范围limits内绘出函数名为fun的函数图形，其中参数limits通常为一个向量，指定x的范围xmin,xmax或者x轴和y轴的范围xmin xmax ymin ymax,(五)、函数曲线图,例12 画出y=sinx/x在-20,20内的图象,解:输入命令: fplot(sin(x)./x,-20 20),例14 在-2pi,2pi上画y=sinx的图形,则输入格式：ezplot( sin(x),（六）、用ezplot()来画函数曲线图,(1)ezplot(f) 表示在默认区间-2pi,2pi绘制f=f(x)的图形,(2)ezplot(f,a,b) 表示在区间a,b绘制f=f(x)的图形,输入格式：clf,clear,ezplot(sin(x),0,2*pi),第三讲 Matlab的图形功能(19),例 在-2,0.5，0,2上画隐函数ex+sin(xy)=0的图形,则输入格式：ezplot(exp(x)+sin(x*y),-2,0.5,0,2),(3)ezplot(f,xmin,xmax,ymin,ymax) 表示x在xmin,xmax和y在ymin,ymax绘制隐函数f(x,y)=0的图形,(4)ezplot(x,y,tmin,tmax) 表示t在tmin,tmax上的参数方 程x=x(t),y=y(t)的函数图形,第三讲 Matlab的图形功能(19),例15 在0,2pi上画x=cos3t, y=sin3t的星形图形,则输入格式：ezplot(cos(t)3,sin(t)3,0,2*pi),(4)ezplot(x,y,tmin,tmax) 表示t在tmin,tmax上的参数方 程x=x(t),y=y(t)的函数图形,（七）、基本三维图形,1、三维曲线图,命令plot3(x,y,z)是画出由点(x,y,z)构成的空间曲线,则生成如下图形：,第三讲 Matlab的图形功能(20),例16 作螺旋线x=sint,y=cost,z=t,格式： clf,clear, t=0:pi/50:10*pi; plot3(sin(t),cos(t),t,r,linewidth,3),则生成如下图形：,第三讲 Matlab的图形功能(21),例17 作曲线x=sint,y=cost,z=t.*sint.*cost,clf,clear,t=0:pi/100:20*pi; plot3(sin(t),cos(t),t.*sin(t).*cos(t), linewidth,2),2、三维曲面图,函数mesh(x,y,z)是根据Z设定的颜色绘制三维网格图。,则生成如下图形：,第三讲 Matlab的图形功能(22),例18 作曲面z=f(x,y)的图形,格式：clear,clf, x=-7.5:0.5:7.5;y=x; X,Y=meshgrid(x,y); R=sqrt(X.2+Y.2)+eps;Z=sin(R)./R; mesh(X,Y,Z),3、三维表面图,函数surf在矩形区域内显示三维阴影表面图,则生成如下图形：,第三讲 Matlab的图形功能(22),例19 作曲面z=f(x,y)的图形,格式：clear,clf, x=-1:0.01:1;y=x; X,Y=meshgrid(x,y); Z=sqrt(2-X.2-Y.2)