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1、实验 1,曲 线 绘 图,实验目的,学习 Matlab 绘图命令；进一步理解函数概念。,Matlab作图是通过描点、连线来实现的，故在画一个曲线图形之前，必须先取得该图形上的一系列的点的坐标（即横坐标和纵坐标），然后将该点集的坐标传给Matlab函数画图.,命令为：PLOT(X,Y,S),PLOT(X,Y)-画实线PLOT(X,Y1,S1,X,Y2,S2,X,Yn,Sn)-将多条线画在一起,X,Y是向量,分别表示点集的横坐标和纵坐标,线型,1.曲线图,例1 在0,2*pi用红线画sin(x),用绿圈画cos(x).,x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);z=cos(x)
2、;plot(x,y,r,x,z,g o),解：,表1 基本线型和颜色,2.符号函数(显函数、隐函数和参数方程)画图,(1)ezplot,ezplot(x(t),y(t),tmin,tmax)表示在区间tminttmax绘制参数方程 x=x(t),y=y(t)的函数图,ezplot(f(x),a,b)表示在axb绘制显函数f=f(x)的函数图,ezplot(f(x,y),xmin,xmax,ymin,ymax)表示在区间xminxxmax和 yminyymax绘制隐函数f(x,y)=0的函数图,例2 在0,pi上画y=cos(x)的图形,解 输入命令ezplot(cos(x),0,pi),解 输
3、入命令 ezplot(cos(t)3,sin(t)3,0,2*pi),解 输入命令ezplot(exp(x)+sin(x*y),-2,0.5,0,2),(2)fplot,注意：1 fun必须是M文件的函数名或是独立变量为x的字符串.2 fplot函数不能画参数方程和隐函数图形，但在一个图上可以画多个图形。,fplot(fun,lims)表示绘制字符串fun指定的函数在lims=xmin,xmax的图形.,解 先建M文件myfun1.m：function Y=myfun1(x)Y=exp(2*x)+sin(3*x.2),再输入命令：fplot(myfun1,-1,2),例6 在-2,2范围内绘制
4、函数tanh的图形解 fplot(tanh,-2,2),例5 在-1,2上画图形,函数为,解 输入命令:fplot(tanh(x),sin(x),cos(x),-6 6-6 6),例7 x、y 的取值范围都在-6,6，画函数tanh(x),sin(x),cos(x)的图形,1、在图形上加格栅、图例和标注,（1）GRID ON:加格栅在当前图上 GRID OFF:删除格栅,处理图形,（2）xlabel(string):在当前图形的x轴上加标 记string ylabel(string):在当前图形的y轴上加标记stringzlabel(string):在当前图形的z轴上加标记stringtitl
5、e(string):在当前图形的顶端上加标记string,解 x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);plot(x,y)xlabel(自变量X)ylabel(函数Y)title(示意图)grid on,例8 在区间0,2*pi画sin(x)的图形，并加注标记“自变量X”、“函数Y”、“示意图”,并加格栅.,命令gtext(string)用鼠标放置标注在现有的图上.-运行命令gtext(string)时，屏幕上出现当前图形，在图形上出现一个交叉的十字，该十字随鼠标的移动移动，当按下鼠标左键时，该标注string放在当前十交叉的位置.,（3）gtext(string),例9
6、在区间0,2*pi画sin(x)和cos(x)，并分别标注“sin(x)”,”cos(x)”.,解 x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y,x,z)gtext(sin(x);gtext(cos(x),2、定制坐标,Axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax),定制图形坐标,将坐标轴返回到自动缺省值,Axis auto,表3 axis命令,解 x=linspace(0.0001,0.01,1000);y=sin(1./x);plot(x,y)axis(0.005 0.01-1 1),例10 在区间0.005,0.
7、01显示sin(1/x)的图形。,3、图形保持,(1)hold on,-保持当前图形,以便继续画图到当前图上,-释放当前图形窗口,hold off,解 z=cos(x);y=sin(x);plot(x,z,:)hold on plot(x,y),例11 将y=sin(x)、y=cos(x)分别用点和线画出在同一屏幕上。,(2)figure(h),新建h窗口，激活图形使其可见，并把它置于其它图形之上,例12 区间0,2*pi新建两个窗口分别画出y=sin(x)；z=cos(x)。,解 x=linspace(0,2*pi,100);y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y);title
8、(sin(x);figure(2);plot(x,z);title(cos(x);,4、分割窗口,subplot(mrows,ncols,thisplot),-划分整个作图区域为mrows*ncols块（逐行对块访问）并激活第thisplot块，其后的作图语句将图形画在该块上。,-命令Subplot(1,1,1)返回非分割状态。,subplot(1,1,1),解 x=linspace(0,2*pi,100);y=sin(x);z=cos(x);a=sin(x).*cos(x);b=sin(x)./(cos(x)+eps);subplot(2,2,1);plot(x,y),title(sin(x
9、)subplot(2,2,2);plot(x,z),title(cos(x)subplot(2,2,3);plot(x,a),title(sin(x)cos(x)subplot(2,2,4);plot(x,b),title(sin(x)/cos(x),例13 将屏幕分割为四块，并分别画出y=sin(x)，z=cos(x)，a=sin(x)*cos(x),b=sin(x)/cos(x)。,5、缩放图形,zoom on,单击鼠标左键，则在当前图形窗口中，以鼠标点中的点为中心的图形放大2倍；单击鼠标右键，则缩小2倍,解 x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);plot(x,y)
10、;zoom on,zoom off,为当前图形打开缩放模式,关闭缩放模式,例14 缩放y=sin(x)的图形,表2 二维绘图工具,2 绘制函数图形练习,练习1.画出y=sinx的图形,-采用中学五点作图法，选取五点(0，0)、(/2，1)、(，0)、(3/2，-1)、(2，0).,输入命令:x=0,pi/2,pi,3*pi/2,2*pi;y=sin(x);plot(x,y),可以想象，随点数增加，图形越来越接近y=sinx的图象.-在0到2之间取30个数据点，绘出的图形与y=sinx的图象已经非常接近了.,x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);plot(x,y),x=0
11、:0.1:2*pi;y=sin(x);plot(x,y),或,还可以给图形加标记、格栅线,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,给y轴加标题“函数y=sinx”,在点(5.5，0)处放置文本“y=sinx”,给图加标题,加网线,练习2.在x的-4，4范围内，y的0，8范围内画出y=2x和y=(1/2)x的图象.,解:输入命令:,x=-4:0.1:4;y1=2.x;y2=(1/2).x;plot(x,y1,x,y2);axis(-4,4,0,
12、8),练习3.在 x的-1，2范围内画出y=10 x-1；在x的-0.99，2范围内画出y=lg(x+1)的图形.,解:输入命令:,x1=-1:0.1:2;y1=10.x1-1;x2=-0.99:0.1:2;y2=log10(x2+1);plot(x1,y1,x2,y2),y=10 x-1与y=lg(x+1)互为反函数，图象关于y=x对称.这两条曲线与我们所知的图象相差很远，这是因为坐标轴长度单位不一样的缘故。,hold on x=-1:0.01:2;y=x;plot(x,y,r)axis(-1,2,-1,2)axis square;hold off,1、极坐标图：polar(theta,rh
13、o,s),用角度theta（弧度表示）和极半径rho作极坐标图，用s指定线型。,例14,解：theta=linspace(0,2*pi);rho=sin(2*theta).*cos(2*theta);polar(theta,rho,g)title(Polar plot of sin(2*theta).*cos(2*theta);,例15.画出心形线r=3(1+cosa)的图象.,解:输入命令:,x=0:0.1:2*pi;r=3*(1+cos(x);polar(x,r),2、散点图:scatter（X,Y,S,C）-在向量X和Y的指定位置显示彩色圈X和Y必须大小相同,解 输入命令：load se
14、amount scatter(x,y,5,z),例17 绘制seamount散点图,三维图形,1、空间曲线,2、空间曲面,PLOT3(x,y,z,s),空 间 曲 线,1、一条曲线,例18 在区间0，10*pi画出参数曲线 x=sin(t),y=cos(t),z=t.,解 t=0:pi/50:10*pi;plot3(sin(t),cos(t),t,r),在t0,20范围内的空间曲线,clear;close;%清理内存，关闭所有窗口t=0:0.01:20;x=exp(-0.2*t).*cos(0.5*pi*t);y=exp(-0.2*t).*sin(0.5*pi*t);z=t;plot3(x,y
15、,z)title(Space line);%标题命令text(x(1),y(1),z(1),Start)%在x(1),y(1),z(1)加字符串n=length(x);text(x(n),y(n),z(n),End);legend(Cone line)%图例说明grid on;,PLOT3(x,y,z),2、多条曲线,例20 画多条曲线观察函数Z=(X+Y).2,其中x，y，z是都是m*n矩阵，其对应的每一列表示一条曲线.,解 x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5;X,Y=meshgrid(x,y);Z=(X+Y).2;plot3(X,Y,Z),（这里meshgrid(x,y)的作用是产生
16、一个以向量x为行、向量y为列的矩阵）,空 间 曲 面,(1)surf(x,y,z),画出数据点（x，y，z）表示的曲面,例21 画函数Z=(X+Y).2的图形.解 x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5;X,Y=meshgrid(x,y);Z=(X+Y).2;surf(X,Y,Z)shading flat%将当前图形变得平滑,（2）mesh(x,y,z),解 x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5;X,Y=meshgrid(x,y);Z=(X+Y).2;mesh(X,Y,Z),例22 画出曲面Z=(X+Y).2的网格曲面图.,画网格曲面,(3)meshz(X,Y,Z)在网格周围画一个 cu
17、rtain图(如,参考平面),解 输入命令:X,Y=meshgrid(-3:.125:3);Z=peaks(X,Y);meshz(X,Y,Z),例23 绘peaks的网格图,其他命令,meshc(x,y,z)%具有基本等高线的网格图surfc(x,y,z)%具有基本等高线的表面图surface(x,y,z)%得到表面涂在xoy面的 投影图,x=-5:0.5:5;y=x;x,y=meshgrid(x,y);z=x.2+y.2;subplot(2,2,1);mesh(x,y,z)subplot(2,2,2);meshc(x,y,z)subplot(2,2,3);surf(x,y,z)subplot(2,2,4);surfc(x,y,z),例24 用不同的图形函数画旋转抛物面,x,y,z=sphere(30);mesh(x,y,z,)axis(equal),例25 绘制球体,作业2：,
