第五讲matlab在函数作图中的应用ppt课件

1、第五讲第五讲 函数作图函数作图一一. 平面曲线的作图平面曲线的作图1. 基本命令基本命令格式格式1：plot(X,Y ). 说明：以说明：以X，Y的对应元素为坐标绘二维图，的对应元素为坐标绘二维图，例例1. 作作y=sinx在在 上的图形上的图形解：解：x=-2*pi:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y)22, 注意，注意，X，Y的维数要匹配的维数要匹配. 2. 格式格式2：若：若y是时间序列则作是时间序列则作y的图形简化为的图形简化为: plot(y) a1= 339,482,588,693,774,877,988,1114,1199,1347,1440,1553,16

2、36; 1741,1803,1897,1960,2049,2136,2177,2227,2265,2304,2347,2370,2388 ; 2405,2420,2434,2437,2444,2444,2456,2465,2490,2499,2504,2512,2514; 2517,2520,2521,2522,2522,2522,2522,2522,2522,2523,2522,2522,2522 ; 2523,2523,2522,2522,2522,2521,2521,2521,2521,2521,2521,2521,2521;例例2. 北京市从北京市从4月月20日到日到6月月23日累计非

3、典患病人数日累计非典患病人数如下，试作出散点图如下，试作出散点图.解：首先将矩阵解：首先将矩阵a1变成序列：变成序列： b=a1;a=b(:); 然后对然后对a作图：作图： plot(a,*)注意：这是矩阵注意：这是矩阵格式格式3：plot(X1,Y1, LineSpec1, X2,Y2, LineSpec2，) 将按顺序分别画出由将按顺序分别画出由3个参数定义个参数定义Xi, Yi, LineSpeci的线条，的线条， b blue . point - solid g green o circle : dotted r red x x-mark -. dashdot c cyan + plu

4、s - dashed m magenta * star y yellow s square k black d diamond v triangle (down) triangle (up) triangle (right) p pentagram h hexagram上图中，我们用了上图中，我们用了星号星号*，通常不同，通常不同的曲线出现在同一的曲线出现在同一坐标系时，就需要坐标系时，就需要用不同的颜色或不用不同的颜色或不同类型的线条同类型的线条. 其中，参数其中，参数LineSpeci指明了线条的类型，指明了线条的类型，标记符号，和画线用的颜色标记符号，和画线用的颜色. （如下所示）（如下

5、所示）4. 在屏幕上生成多个图形窗在屏幕上生成多个图形窗 有时，我们需要同时在屏幕上观察多个函数的图有时，我们需要同时在屏幕上观察多个函数的图像像.这就要求我们将屏幕分成若干个视窗，该命令为：这就要求我们将屏幕分成若干个视窗，该命令为：Subplot(N1,N2,N) 或或Subplot(N1N2N)其中其中 N1把屏幕分成把屏幕分成N1行；行； N2把屏幕分成把屏幕分成N2列；列； N在在N1 N2幅图形中选定第幅图形中选定第N幅幅. 例例3. 将屏幕分成四个视窗，展现正弦将屏幕分成四个视窗，展现正弦,余弦余弦,指数指数,对数对数.解解:x=0.1:0.01:pi;y1=sin(x);y2=

6、cos(x);y3=log(x);y4=exp(x);Subplot(221),plot(x,y1), subplot(222),plot(x,y2),Subplot(223),plot(x,y3), subplot(224),plot(x,y4),5. 在同一个窗口放置多幅图形在同一个窗口放置多幅图形如果需要在同一个窗口放置多幅图形，只需命令：如果需要在同一个窗口放置多幅图形，只需命令：hold on 例例4. 将正弦和余弦的图形放在同一个窗口将正弦和余弦的图形放在同一个窗口解：解：x=-2*pi:0.01:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x); plot(x,y1, -b),h

7、old on ,plot(x,y2, or)二二. 空间曲面图形空间曲面图形1.z=f(x,y)三维图形三维图形在在xoy平面产生一系列平面产生一系列x,y值，并使之交叉成平面网格值，并使之交叉成平面网格;x,y值可由一维向量或数组产生，产生平面网格的指令为值可由一维向量或数组产生，产生平面网格的指令为: x,y=meshgrid(x,y)(2) 输入二元函数：输入二元函数：z=f(x,y)例例5. 作作 图形图形22yxxez 解解X,Y = meshgrid(-2:.2:2, -2:.2:2); 注意：此时函数输入自变量加点！注意：此时函数输入自变量加点！22yxxez 图形图形例例6.

8、作作 z=sin(xy)图形图形解解x,y = meshgrid(-2:.1:2, -2:.1:2); Z = sin(x.*y); surf(Z)z=sin(xy)图形图形(3) 输入作图命令：输入作图命令：mesh(z)或或surf(z)Z = X .* exp(-X.2 - Y.2);mesh(Z)注意：在注意：在Matlab中，可以对所作的图形进中，可以对所作的图形进行旋转，从不同的角度观看行旋转，从不同的角度观看.下面的四图就下面的四图就是是z=sin(xy)曲面图曲面图.3. 等高线图等高线图在勘探、测量等工作中，经常要作出等高线图在勘探、测量等工作中，经常要作出等高线图.格式一：

9、格式一：c,h=contour(x,y,z,n). 说明：说明：(x,y)是平面是平面z=0上点的坐标矩阵，二维函数上点的坐标矩阵，二维函数z为为相应点的高度值矩阵，等高曲线是一个平面的曲线，相应点的高度值矩阵，等高曲线是一个平面的曲线，n是等高线条数是等高线条数. 例例8.作作 的等高线的等高线22yxxyez x,y=meshgrid(-2:0.2:2); z=x.*y.*exp(-x.2-y.2); c,h=contour(x,y,z,8); 格式二：格式二：C,h = contour(x,y,z); clabel(C,h) colormap cool 说明：在从命令说明：在从命令con

10、tour生成的二维等高线结构生成的二维等高线结构C的位置上添加标签的位置上添加标签h. 即注明高度即注明高度例例9. 在例在例8的基础上添加高度标签的基础上添加高度标签x,y=meshgrid(-2:0.2:2); z=x.*y.*exp(-x.2-y.2); c,h=contour(x,y,z,8); clabel(c,h)colormap cool例例9. 根据下面的数据，画出该山区的立体图与等高根据下面的数据，画出该山区的立体图与等高线图线图. 需要在一山区修建公路，测得一地点的高程，数需要在一山区修建公路，测得一地点的高程，数据见表据见表1(平面区域，表中数据为坐标点的高程，单平面区域

11、，表中数据为坐标点的高程，单位：位：m)。数据显示：在处有一东西走向的山峰；从。数据显示：在处有一东西走向的山峰；从坐标坐标(2000，2400)到到(4800，0)有一西北有一西北东南走向东南走向的山谷，在附近有一山口湖，其最高水位略高于的山谷，在附近有一山口湖，其最高水位略高于1350m，雨季在山谷中形成一溪流。经调查知，雨量，雨季在山谷中形成一溪流。经调查知，雨量最大时溪流水面宽度最大时溪流水面宽度W与与(溪流最深处的溪流最深处的)坐标的关系坐标的关系可近似表示为：可近似表示为：)40002400(522400)(43 xxxW480013501370139014001410960940

12、880800690570430290210150440013701390141014301440114011101050950820690540380300210400013801410143014501470132012801200108094078062046037035036001420143014501480150015501510143013001200980850750550500320014301450146015001550160015501600160016001550150015001550155028009501190137015001200110015501600155

13、013801070900105011501200240091010901270150012001001350145012001150101088010001050110020008801060123013901500150014009001100106095087090093095016008309801180132014501420140013007009008508403807807501200740880108011301250128012301040900500700780750650550800650760880970102010501020830800700300500550480

14、3504005106207308008508708507807206505002003003503200370470550600670690670620580450400300100150250Y X0400800120016002000240028003200360040004400480052005600北注意注意X，Y的取值与表的取值与表1的位置不同的位置不同z=135013701390140014109609408808006905704302902101501370139014101430144011401110105095082069054038030021013801410143

15、014501470132012801200108094078062046037035014201430145014801500155015101430130012009808507505505001430145014601500155016001550160016001600155015001500155015509501190137015001200110015501600155013801070900105011501200910109012701500120010013501450120011501010880100010501100880106012301390150015001400

16、90011001060950870900930950830980118013201450142014001300700900850840380780750740880108011301250128012301040900500700780750650550650760880970102010501020830800700300500550480350510620730800850870850780720650500200300350320370470550600670690670620580450400300100150250; surf(x,y,z) c,h=contour(x,y,z,8)

17、;x=0:400:5600; %给出给出X轴的坐标轴的坐标y=4800:-400:0; %给出给出Y轴的坐标轴的坐标020004000600002000400060000500100015002000 0 1000 2000 3000 4000 5000 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 编辑运行下面的程序，观察其图形。编辑运行下面的程序，观察其图形。（1程序一：（剔透玲珑球）程序一：（剔透玲珑球）X0,Y0,Z0=sphere(30); %产生单位球面的三维坐标X=2*X0;Y=2*Y0;Z=2*Z0; %产生半径为2的球面的三维坐标

18、surf(X0,Y0,Z0); %画单位球面shading interp %采用插补明暗处理hold on; mesh(X,Y,Z);hold off %画外球面hidden off %产生透视效果axis off %不显示坐标轴（2程序二：（卫星返回地球的运动轨线示意）程序二：（卫星返回地球的运动轨线示意）R0=1;%以地球半径为一个单位a=12*R0;b=9*R0;T0=2*pi; %T0是轨道周期T=5*T0;dt=pi/100;t=0:dt:T;f=sqrt(a2-b2); %地球与另一焦点的距离th=12.5*pi/180; %卫星轨道与x-y平面的倾角E=exp(-t/20);%轨道收缩率x=E.*(a*cos(t)-f);y=E.*(b*