MATLAB绘图.docx
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MATLAB绘图
MATLAB的绘图
数和形永远是数学研究对象和研究结果的最终形式。
MATLAB提供了极其丰富的绘图函数和这些函数所携带的功能。
MATLAB7.0具有数百个绘图和图形操作方面的命令和函数,使得它不仅仅可以绘制二维、三维甚至四维图形,还可以通过对图形的线型、平面、色彩、光线和视角等要素的控制,使图形尽善尽美。
MATLAB中有专门用于显示图形和对图形进行操作的图形窗口。
图形窗口的操作可以在命令窗口输入相应的命令对其进行操作,也可以直接在图形窗口利用图形窗口本身所携带的工具按钮、相关的菜单对其进行操作。
简单图形操作
1、plot(X,Y)对向量X绘制向量Y的图形。
以X为横坐标,以Y为纵坐标,将有序点集(xi,yi)连成曲线。
可以加确定图形线形和着色的参数。
例:
画出
在
上的图像
>>X=[0:
0.1:
2];
>>Y=X.^2;
>>plot(X,Y)
2、fplot(‘fcn’,[xmin,xmax])绘制fcn在区间[xmin,xmax]上的图形,fcn可以是代表某一函数的变量,也可以是x和y的数学表达式。
中括号内最多可以有4个值,前两个是x的范围,后两个是y的范围。
在中括号后还可以加确定线形和着色的参数。
例:
做
在
上的图形
>>fplot('sin(1/x)',[-2,2])
3、surf(X,Y,Z)绘制由坐标
确定的表面图形。
Z可以是代表某一函数的变量,也可以是X和Y的数学表达式。
Z后面还可以加上确定线形和着色的参数。
例:
作出
在
上的图形
>>D=[0:
0.5:
8];
>>[X,Y]=meshgrid(D);
>>surf(X,Y,X.^2+Y)
例作出
在
上的图形
>>D=[0:
0.1:
3];
>>[X,Y]=meshgrid(D);
>>surf(X,Y,exp(-(X.^2+Y.^2)/2))
4、bar(X,Y)以X为横坐标绘制Y的条形图。
X必须是严格递增向量
例:
作出
在
上以0.3为步长各数据点的条形图
>>X=[-3:
0.3:
3];
>>bar(X,exp(-X.^2))
5、legend(‘str1’,’str2’,….)在图的右上角加线形标注。
str1是plot函数中的第一对数组[x1,y1],str2是plot函数中的第二对数组[x2,y2];
图形窗口操作命令
利用MATLAB绘制特殊的图形
1、ezcontour(f,[dom],n)绘制f的等高线图,参数dom指定绘图范围,可以是四维向量
或二维向量
,省略时默认
。
参数n定义图形的栅格点。
可以省略,省略时默认为60。
2、ezcontourf(f,[dom],n)绘制不同颜色填充的二元函数f的等高线图。
例:
绘制
>>symsxy
>>f=exp(-x^2-y^2)+2*(x^2-y^2+x-y);
>>ezcontour(f,[-4,4],70)
>>ezcontourf(f,[-4,4],70)
3、ezmesh(‘f’,[dom],n)绘制二元函数网格图。
例:
绘制
在
时的等高线和曲面图。
>>f=2-x^2-y^2;
>>ezmesh(f)
4、ezmesh(x,y,z,[dom],n)绘制有两个参数s,t的
二元函数的网格图形。
例:
绘制参数二元函数
在
时的图形。
>>symsstz
>>x=s;
>>y=s*t;
>>z=s*t^2;
>>ezmesh(x,y,z,[-3,3],80)
5、ezmeshc(‘f’,[dom],n)同时绘制二元函数f的等高线图和曲线网格图。
6、ezmeshc(x,y,z,[dom],n)
例:
同时绘制参数二元函数
在
时的曲面图和等高线图。
>>x=s^2;
>>y=t^2;
>>z=s^2*exp(-s^4-t^4);
>>ezmeshc(x,y,z,[-1.5,1.5],80)
7、ezplot(f,[dom])绘制一元函数f的图形
例:
绘制一元函数
当
时的图形。
>>f=x/(1-x^2);
>>ezplot(f,[-3,3])
8、ezplot2(x,y,[dom])
9、ezplot3(x,y,z,[dom])绘制
的空间曲线。
参数后面还可以加参数’animate’
10、ezploar(f,[a,b])在指定范围[a,b]内绘制极坐标函数f的图形。
以动画形式绘制曲线。
>>symstheta
>>f=2*(1-cos(theta));
>>ezpolar(f)
11、ezsurf(f,[dom],n)绘制函数f的三维彩色曲线图。
后面还可以加参数’circ’,将图形绘制在圆心位于定义域中心的圆形区域内。
例:
用ezsurf绘制
的曲面图
>>f=2*x*y/(x^2+y^2);
>>ezsurf(f)
12、ezsurf(x,,y,z,[dom],n)
13、ezsurfc(f,[dom],n)同时绘制二元函数f的等高线图和曲面网格图。
例:
绘制
的等高线和曲面图
>>f=sin(s)*sin(y);
>>ezsurfc(f)
14、fplot(‘f’,[lim],ls,tol,n)绘制函数图形。
lim设定自变量的范围,ls设定线形,tol指定误差精度,默认值为0.002。
参数n指定最少以n+1点绘制图形,默认为1。
例:
用fplot命令绘制函数
在
上的图形。
f>>fplot('exp(x)-sin(1/x)',[-2,2])
>>fplot('exp(x)-sin(1/x)',[-2,2],'*')
>>fplot('exp(x)-sin(1/x)',[-2,2],'o')
符号函数运算器
>>funtool
图形命令详解
1、图形窗口操作命令
figure/gcf/shg显示当前图形窗口。
clg/clf清除当前图形窗口
clc清除命令窗口
home移动光标到命令窗口的左上角
holdon保持当前图形,并允许在当前图形状态下,用同样的缩放比例加入另一个图形
holdoff释放当前图形,将holdon状态下加入的新图形作为当前图形
hold在前两种状态下进行切换
ishold测试当前图形的hold状态
subplot(m,n,p)/subplot(mnp)将窗口图形分成m*n个窗口,并指定第p个窗口为当前窗口。
编号从左至右、从上到下进行。
subplot将图形窗口设为单窗口模式,相当于subplot(1,1,1)
2、坐标轴、刻度和图形窗口缩放的操作命令
MATLAB对图形窗口坐标轴的操作命令是axis,坐标刻度的操作命令是xlim、ylim、zlim等
axis([xminxmaxyminymax])设置坐标轴的最大最小值
axis([xminxmaxyminymaxzminzmax])设置三维图形窗口坐标轴的最大最小值。
axisauto将当前图形窗口的坐标设为默认状态
axismanual固定坐标刻度
axisequal设置X轴、Y轴为同样的刻度
axisij翻转Y轴,使之正数在下,负数在上
axisxy复位Y轴,使之正数在上,负数在下
axissquare重新设置图形窗口大小使之为正方形
axisnormal将图形窗口复位至标准大小
axisvis3d锁定坐标轴之间的关系。
一般用于图形旋转时
axisoff不显示坐标轴及刻度
axison显示坐标轴及刻度
xlim([xmin,xmax])设定x轴的最大值、最小值
xlim测定x轴的最大、最小值
ylim([ymin,ymax])设定y轴的最大值、最小值
ylim测定y轴的最大、最小值
zlim([zmin,zmax])设定z轴的最大值、最小值
zlim测定z轴的最大、最小值
gridon根据图形窗口中图形的坐标形式,绘制图形窗口的网格
gridoff消除图形窗口中的网格
绘图时的线型、点型及颜色参数
线型定义符
线型
实线
点线
划线
点划线
定义符
-
:
--
-.
点型定义符
点型
实点
加号
交叉号
小圆圈
星号
菱形
上三角
定义符
.
+
x
o
*
d
^
点型
下三角
左三角
右三角
正方形
正六角星
正五边形
定义符
v
<
>
s
h
p
颜色定义符
颜色
定义符
颜色
定义符
红色
r(red)
绿色
g(green)
蓝色
b(blue)
青色
c(cyan)
品红
m(magenta)
黄色
y(yellow)
黑色
k(black)
白色
w(white)
二维绘图(平面图形)
函数曲线图形绘制使用fplot函数
调用格式:
fplot(‘fun’,lim)在lim给定的范围内绘制fun给定函数的图形。
参数fun可以直接输入数学函数名或函数解析式,在输入多个函数时两端加方括号,中间用逗号隔开。
fun可以是M文件的函数文件名。
参数lim是一个向量。
fplot(‘fun’,lim,tol)同上,参数tol给定绘制图形的相对误差。
fplot(‘fun’,lim,S)同上,参数S给定线型、点型和颜色。
fplot(‘fun’,lim,tol,S)同上
fplot(‘fun’,lim,n)至少用n+1个点在lim给定的范围内绘制fun给定函数的图形
[x,y]=fplot(‘fun’,lim,….)不绘制图形,只将结果
保存为x、y向量。
绘制函数时采用plot(x,y)
例:
1)分别绘制
,
,
在
上的图像
>>fplot('sin(x)',[02*pi])
>>fplot('cos(x)',[02*pi])
>>fplot('sqrt(x)-1',[02*pi])
2)将上述三个函数绘制在同一个窗口中
>>fplot('[sin(x),cos(x),sqrt(x)-1]',[02*pi])
例:
在同一窗口用不同的线型绘制
在
上的图形,并加标注。
>>[x,y]=fplot('sin(x)',[02*pi]);
>>[x1,y1]=fplot('cos(x)',[02*pi]);
>>plot(x,y,'-r',x1,y1,'-.k');
>>legend('y=sinx','y=cosx')
数据曲线图(可理解为描点作图法)
绘制数据曲线图是使用函数plot,该函数绘制同长度的二维向量组(x,y)的图形。
在参数S去默认值时,若绘制的曲线不止一条,该函数使用系统默认的坐标轴颜色属性来定义曲线的颜色,以区别不同的曲线。
plot(y)
plot(x1,y1,….)绘制函数
plot(x1,y1,S,…..)同上,但可以加入多个参数
plot(….,’ProName’,ProVal,….)对所有用plot函数创建的图形进行属性设置
例:
在[-2,2]上绘制
的图形
>>x=[-2:
0.01:
2];
>>y=exp(x)-sin(x);
>>plot(y)
>>plot(y,'-.r','linewidth',2)
例:
在[-3,3]上用不同线型绘制出
的图形
>>x=[-3:
0.1:
3];
>>y1=6*(sin(x)-cos(x));
>>y2=x.*2.^x-1;
>>plot(x,y1,'--r',x,y2,'-.k','linewidth',2)
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