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1、MATLAB绘图v本章内容本章内容v3.1 3.1 二维图形的绘制二维图形的绘制v3.2 3.2 三维图形的绘制三维图形的绘制v3.3 3.3 子图的绘制子图的绘制v3.4 3.4 图形的输出图形的输出v学习目标学习目标v了解图形绘制的基本函数了解图形绘制的基本函数v熟练掌握二维图形、三维图形的绘制熟练掌握二维图形、三维图形的绘制v熟练掌握子图的运用熟练掌握子图的运用v熟悉图形修饰与控制方法熟悉图形修饰与控制方法v本章知识地图本章知识地图Matlab绘图二维图形的绘制三维图形的绘制子图的绘制常用的二维图形绘制函数图形的输出图形窗口的创建图形的线型和颜色控制图形的标注坐标轴的控制方法其他特殊二维

2、图形三维曲线的绘制三维曲面的绘制特殊图形绘制GUIDE的开发环境GUIDE的基本操作3.13.1二维图形的绘制二维图形的绘制3.1.1 常用的二维图形绘制函数（1）plot函数：plot(X,Y): 绘制向量Y对向量X的图形，如果Y或者x为一矩阵，则绘出矩阵的行向量或列向量，元素个数必须对应。plot(Y): 绘制Y的列向量对其坐标索引的图形，若Y为向量（矩阵），则是Y的实部对虚部作图。plot(X,Y,s): s为代表不同线型、点标、文字的字符串。plot(X1,Y1,s1,X2,Y2,s2,X3,Y3,s3,): 绘制组合图Plot函数若没有颜色指定，则使用默认值。例一：绘制单一图形 x

3、= -pi:.1:pi; y = sin(x); plot(x,y)例二：绘制组合图形 t=0:pi/100:pi*2; y1=sin(t); y2=sin(2*t); plot(t,y1,r,t,y2,r)（2）ezplot函数：它是一个易用的一元函数绘图函数 。特别是在绘制含有符号变量的函数的图像时，ezplot要比plot更方便。因为plot绘制图形时要指定自变量的范围，而ezplot无需数据准备，直接绘出图形。例三： ezplot(x2)（3）fplot函数：fplot（fun，lims）表示绘制字符串fun指定的函数在lims=min，max范围内的图形。例四：在-2,2上画出tan

4、x的图形。方法一： fun = tanh; fplot(fun,-2 2)方法二：先建立一个M文 件fun.m funtion y=fun(x); y=tan(x); 再输入命令： fplot(fun,-2,2)方法三： fplot(tan(x),-2,2)3.1.2图形的线型和颜色控制线型线型符号符号-：-.-含义含义实线虚线点划线双划线颜色颜色符号符号bgrcmykw含义含义蓝绿红青品红黄黑白点型点型符号符号.+* *o o x = -pi:.1:pi; y = sin(x); plot(x,y,ro)ro表示 生成的图形 颜色为红色，且为圈型例六： t=0:pi/100:pi*2; y1

5、=sin(t); y2=sin(2*t); plot(t,y1,or,t,y2,:r) 分别画出用虚线表示和用圆圈表示的图形3.1.3 图形的标注 在绘制图形的同时，可以对图形加上一些说明，如图形名称、图形某一部分的含义、坐标说明等，将这些操作称为添加图形标记。title(加图形标题); xlabel(加X轴标记); ylabel(加Y轴标记); text(X,Y,添加文本);在x,y处添加文本grid on 加网格线 bullet 代表.pi 代表lefttarrow 左箭头righttarrow 右箭头例七： plot(0:pi/20:2*pi,sin(0:pi/20:2*pi) text

6、(pi,0, leftarrow sin(pi); title(sin(x); xlabel(x轴); ylabel(y轴);3.1.4坐标轴的控制方法 如果用户对坐标系统不满意，还可以利用axis函数对坐标轴重新定义。axis(xmin xmax ymin ymax) 设定最大最小值axis(auto) 恢复为默认的坐标值axis(square) 将当前图形设置为正方形axis(equal) 将图形的x，y坐标轴单位刻度设为相同的axis(off) 关闭坐标系统axis(on) 打开坐标系统 例八：没有对坐标系统进行设置 x = 0:.01:pi/2; plot(x,tan(x),-ro)对

7、坐标轴系统进行设置后x = 0:.01:pi/2;plot(x,tan(x),-ro)axis(0 pi/2 0 5)3.1.5其他特殊二维图形 (1)阶梯图形 阶梯图形因名思义,图形成阶梯状,可以用函数stairs(x,y)来实现。如下程序段： x = linspace(-2*pi,2*pi,40); stairs(x,sin(x) 注：linspace(x1,x2,n)表示用于产生x1,x2之间的n点行矢量阶梯图形：(2)条形图形 用bar(x,y)可以绘制条形图形。如下列程序段将绘制条形图形。x=-2.5:0.25:2.5;y=sin(x);bar(x,y);(3)填充图形Fill(x,

8、y,c)用来绘制和填充二维多变图形，x,y为二维多边形顶点坐标向量。字符c为颜色取值。如下程序段可绘制填充图形。x=0.1 0.1 0.6 0.6 0.1;y=0.1 0.6 0.6 0.1 0.1;fill(x,y,y);axis(0,1,0,1);vscatter(x,y) %画点图vstem(x,y) %画火柴杆图3.2三维图形的绘制3.2.1三维曲线的绘制 (1)polt3函数 最基本的三维图形函数为plot3，它是将二维函数plot的有关功能扩展到三维空间，用来绘制三维图形。 plot3(x,y,z,s) x,y,z表示三维曲线的坐标； s表示绘制三维曲线的颜色线型例九：绘制螺旋形的

9、三维曲线 t = 0:pi/50:10*pi; plot3(sin(t),cos(t),t) xlabel(sin(t) ylabel(cos(t) zlabel(t) grid on(2)ezplot3函数：专门用来绘制符号函数的命令，如同ezplot例十：用ezplot3函数绘制三维螺旋图 ezplot3(sin(t),cos(t),t,0,6*pi)3.2.2三维曲面的绘制 （1）meshgrid函数和peaks函数 meshgrid函数 按指定方式创建网格矩阵。 函数：X，Y=meshgrid(a,b) peaks函数 用于创建双峰函数和用双峰函数绘图。 (2)mesh函数 mesh函

10、数用于绘制三维网格图。在不需要绘制特别精细的三维曲面结构图时，可以通过绘制三维网格图来表示三维曲面。三维曲面的网格图最突出的优点是：它较好地解决了实验数据在三维空间的可视化问题。 mesh（x,y,z） 其中x，y控制X和Y轴坐标，矩阵z是由(x，y)求得Z轴坐标，(x,y,z)组成了三维空间的网格点；例十一：figure; X,Y = meshgrid(-8:.5:8); R = sqrt(X.2 + Y.2) + eps; Z = sin(R)./R; mesh(X,Y,Z);-10-50510-10-50510-0.500.51(3)Surf函数 在网格图的基础上，在小网格之间用颜色填充

11、。它的线条是黑色的，线条之间有颜色；网格图的线条有颜色，线条间无颜色。在曲面图里，要考虑用不同的方法对表面加色彩。 surf函数和mesh函数的调用格式一致 例十二：绘制一个三维曲面图形 x=0:0.15:2*pi; y=0:0.15:2*pi; z=sin(y)*cos(x); surf(x,y,z)例十三：绘制一个山峰表面图 X,Y,Z=peaks(40); surf(X,Y,Z) grid on3.2.3特殊图形绘制(1)饼图 pie(x) pie(x, explode) pie3(X) pie3(x,explode) 二维饼图程序如下： x = 1 3 0.5 2.5 2; explo

12、de = 0 1 0 0 0; pie(x,explode)三维饼图程序如下： x = 1 3 0.5 2.5 2;explode = 0 1 0 0 0;pie3(x,explode)(2)误差棒图：errorbar绘制下数据的误差棒图观察值观察值220227245260246270256实际值实际值225230250265250275260程序如下：x=220 227 245 260 246 270 256;y=225 230 250 265 250 275 260;e=abs(x-y);errorbar(y,e)axis(0,8,210,300);误差棒图：3.3子图的绘制Sublot函

13、数： subplot(m,n,p) 该命令将图形窗口分成mn块绘图区，即每行n个，一共m行。p表示图所在的位置，p=1表示从左到右从上到下的第一个位置。例十六：income = 3.2,4.1,5.0,5.6; outgo = 2.5,4.0,3.35,4.9; subplot(2,1,1); plot(income) title(Income) subplot(2,1,2); plot(outgo) title(Outgo)图形的输出图形的复制PrintScreen键和CtrlC键的组合使用。图形窗口的菜单命令：editcopy figure。复制的图形可以直接在word等文本文件中粘贴。图

14、形的打印matlab窗口菜单命令：fileprint。图形窗口菜单命令：fileprint。打印命令：print -f本章小结本章小结u本章主要内容：通过本章的学习了解本章主要内容：通过本章的学习了解MATLABMATLAB绘图绘图的主要功能，熟悉的主要功能，熟悉MATLABMATLAB绘图函数和输出方法，绘图函数和输出方法，掌握函数基本运用方法，图形窗口创建的步骤。掌握函数基本运用方法，图形窗口创建的步骤。u重点和难点：图形窗口创建方法、三维图形的绘重点和难点：图形窗口创建方法、三维图形的绘制制 1.绘制图形 在0,4间的 图形。 2.在同一图形窗口绘制sinx,cosx曲线，要求用不 同的

15、颜色和线型、数据点标记字符，X轴范围为 0,2，Y轴范围为-2,2，并加注释说明 sinx,cosx以区分。 3.t=-3:0.125:3,x=sin2t,y=cos2t,z=x2+2y2,请 绘制基于x,y,z的三维网格曲面图。坐标范围为-1 1 -1 1 0 2。v练习题练习题 4.已知已知6x30, 15y36, 求不定方程求不定方程 2x+5y=126的整数解。的整数解。(利用利用meshgrid 函数函数和和find 函数函数) 5.设计一个图形用户界面，完成自定的功能设计一个图形用户界面，完成自定的功能。 学习活动：学习活动： 为了更方面简洁生动地进行界面设计，MATLAB提供了一种可视化图形界面开发环境GUIDE，请各小组利用Matlab的图形用户界面（GUI）功能，设计与实现一个图形用户界面,完成自定义的功能。 扩展阅读扩展阅读11刘芸，浅析刘芸，浅析Matlab Matlab 绘图功能在高等数学中的应用，吉林省绘图功能在高等数学中的应用，吉林省教育学院学报，教育学院学报，20122012；22刑棉，刑棉，MATLABMA