MATLAB作圖教程全ppt課件

1、后勤工程學(xué)院數(shù)學(xué)教研室數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院 MATLAB作圖作圖二維圖形二維圖形三維圖形三維圖形圖形處理圖形處理實(shí)例實(shí)例作業(yè)作業(yè)特殊二、三維圖形特殊二、三維圖形命令為：plot(x,y,s)plot(x,y)-畫(huà)實(shí)線plot(x,y1,s1,x,y2,s2,x,yn,sn) -將多條線畫(huà)在一起X,Y是向量,分別表示點(diǎn)集的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)線型、顏色、點(diǎn)形1.曲線圖曲線圖解解Matlab liti1Matlab aaa2.符號(hào)函數(shù)符號(hào)函數(shù)(顯函數(shù)、隱函數(shù)和參數(shù)方程顯函數(shù)、隱函數(shù)和參數(shù)方程)畫(huà)圖畫(huà)圖(1) ezplotezplot(x(t),y(t),tmin,tma

2、x) 表示在區(qū)間tminttmax繪制參數(shù)方程 x=x(t),y=y(t)的函數(shù)圖ezplot(f(x),a,b) 表示在axb繪制顯函數(shù)f=f(x)的函數(shù)圖ezplot(f(x,y),xmin,xmax,ymin,ymax) 表示在區(qū)間xminxxmax和 yminyymax繪制隱函數(shù)f(x,y)=0的函數(shù)圖例例 在0,pi上畫(huà)y=cos(x)的圖形解解 輸入命令 ezplot(sin(x),0,pi)Matlab liti25解解 輸入命令 ezplot(cos(t)3,sin(t)3,0,2*pi)Matlab liti41例例 在-2，0.5，0，2上畫(huà)隱函數(shù)0)sin(xyex的圖解

3、解 輸入命令ezplot(exp(x)+sin(x*y),-2,0.5,0,2)Matlab liti40例例 在0,2*pi上畫(huà)tx3cos，ty3sin星形圖 (2) fplot注意：1 fun必須是M文件的函數(shù)名或是獨(dú)立變量為x的字符串. 2 fplot函數(shù)不能畫(huà)參數(shù)方程和隱函數(shù)圖形，但在一個(gè)圖上可以畫(huà)多個(gè)圖形。fplot(fun,lims) 表示繪制字符串fun指定的函數(shù)在lims=xmin,xmax的圖形.或lims=xmin,xmax， ymin,ymax例例 在-1，2上畫(huà))3sin(22xeyx的 圖形解解 先建M文件myfun1.m： function Y=myfun1(x)

4、 Y=exp(2*x)+sin(3*x.2)再輸入命令：fplot(myfun1,-1,2)Matlab liti43例例 x、y 的取值范圍都在-2，2， 畫(huà)函數(shù) tanh(x),sin(x),cos(x)的圖形 Matlab liti28解解 輸入命令: fplot(tanh(x),sin(x),cos(x),2*pi*-1 1 1 1)例例 在-2,2范圍內(nèi)繪制函數(shù)tanh的圖形解解 fplot(tanh,-2,2)Matlab liti42 subplot函數(shù)plot(x,z);title(cos(x);axis (0 2*pi -1 1);subplot(2,2,3);plot(x,

5、t);title(tangent(x);axis (0 2*pi -40 40);subplot(2,2,4);plot(x,ct);title(cotangent(x);axis (0 2*pi -40 40);4. 對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖 在很多工程問(wèn)題中,通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換可以更清晰地看出數(shù)據(jù)的某些特征,在對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中描繪數(shù)據(jù)點(diǎn)的曲線,可以直接地表現(xiàn)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換.對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換有雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和單軸對(duì)數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換兩種.用loglog函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,用semilogx和semilogy函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)單軸對(duì)數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換.loglog(Y) 表示 x、y坐標(biāo)都是對(duì)數(shù)坐標(biāo)系semilogx(Y)

6、表示 x坐標(biāo)軸是對(duì)數(shù)坐標(biāo)系semilogy() 表示y坐標(biāo)軸是對(duì)數(shù)坐標(biāo)系plotyy 有兩個(gè)y坐標(biāo)軸，一個(gè)在左邊，一個(gè)在右邊例例 用方形標(biāo)記創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的loglog解解 輸入命令: x=logspace(-1,2); loglog(x,exp(x),-s) grid on %標(biāo)注格柵Matlab liti37例例 創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖解解 輸入命令: x=0:.1:10; semilogy(x,10.x)Matlab liti38例例 繪制y=x3的函數(shù)圖、對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖、半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖Matlab liti22返回ezplot 符號(hào)函數(shù)figure 創(chuàng)建圖形窗口grid 放置坐標(biāo)網(wǎng)格線gt

7、ext 用鼠標(biāo)放置文本hold 保持當(dāng)前圖形窗口內(nèi)容subplot 創(chuàng)建子圖text 放置文本title 放置圖形標(biāo)題xlabel 放置X軸坐標(biāo)標(biāo)記ylabel 放置Y軸坐標(biāo)標(biāo)記Subplot 多子圖三維圖形三維圖形1、空間曲線空間曲線2、空間曲面空間曲面返回 空空 間間 曲曲 線線 1、 一條曲線一條曲線 例例 在區(qū)間0，10*pi畫(huà)出參數(shù)曲線x=sin(t),y=cos(t), z=t. Matlab liti8 解解 t=0:pi/50:10*pi; plot3(sin(t),cos(t),t) rotate3d %旋轉(zhuǎn)n維向量，分別表示曲線上點(diǎn)集的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)、函數(shù)值指定顏色、線形等

8、2、多條曲線多條曲線例 畫(huà)多條曲線觀察函數(shù)Z=(X+Y).2. （這里meshgrid(x,y)的作用是產(chǎn)生一個(gè)以向量x為行、向量y為列的矩陣）Matlab liti9其中x，y，z都是m*n矩陣，其對(duì)應(yīng)的每一列表示一條曲線.解 x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5; X,Y=meshgrid(x,y); Z=(X+Y).2; plot3(X,Y,Z)返回2、多條曲線多條曲線例 畫(huà)函數(shù)Z=(X+Y).2的圖形. 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 %將當(dāng)前圖形變得平滑

9、Matlab liti11(1) surf(x,y,z)畫(huà)出數(shù)據(jù)點(diǎn)（x，y，z）表示的曲面數(shù)據(jù)矩陣。分別表示數(shù)據(jù)點(diǎn)的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)、函數(shù)值（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) Matlab liti24例 畫(huà)出曲面Z=(X+Y).2在不同視角的網(wǎng)格圖. 畫(huà)網(wǎng)格曲面數(shù)據(jù)矩陣。分別表示數(shù)據(jù)點(diǎn)的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)、函數(shù)值在圖形上加格柵、圖例和標(biāo)注在圖形上加格柵、圖例和標(biāo)注定制坐標(biāo)定制坐標(biāo)圖形保持圖形保持分割窗口分割窗口縮放圖形縮放圖形改變視角改變視角圖形處理返回動(dòng)動(dòng) 畫(huà)畫(huà)處理圖

10、形處理圖形（2）hh = xlabel(string): 在當(dāng)前圖形的x軸上加圖例stringhh = ylabel(string): 在當(dāng)前圖形的y軸上加圖例stringhh = title(string): 在當(dāng)前圖形的頂端上加圖例stringhh = zlabel(string): 在當(dāng)前圖形的z軸上加圖例string例例 在區(qū)間0,2*pi畫(huà)sin(x)的圖形，并加注圖例“自變量 X”、“函數(shù)Y”、“示意圖”, 并加格柵.解解 x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); plot(x,y) xlabel(自變量X) ylabel(函數(shù)Y) title(示意圖) g

11、rid onMatlab liti2例例 在區(qū)間0,2*pi畫(huà)sin(x)，并分別標(biāo)注“sin(x)” ”cos(x)”.解解 x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); z=cos(x); plot(x,y,x,z) gtext(sin(x);gtext(cos(x)Matlab liti3返回2、定制坐標(biāo)、定制坐標(biāo)axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax)例例 在區(qū)間0.005,0.01顯示sin(1/x)的圖形。解解 x=linspace(0.0001,0.01,1000); y=sin(1./x); plot(x,y) axis(0.0

12、05 0.01 1 1)Matlab liti4返回定制圖形坐標(biāo)將坐標(biāo)軸返回到自動(dòng)缺省值axis autox、y、z的最大、最小值3、圖形保持、圖形保持(1) hold on hold of例例 將y=sin(x)、y=cos(x)分別用點(diǎn)和線畫(huà)出在同一屏幕上。解解 x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); z=cos(x) plot(x,z,:) hold on Plot(x,y)Matlab liti5保持當(dāng)前圖形, 以便繼續(xù)畫(huà)圖到當(dāng)前圖上釋放當(dāng)前圖形窗口(2) figure(h)例例 區(qū)間0,2*pi新建兩個(gè)窗口分別畫(huà)出y=sin(x)； z=cos(x)。解解

13、x=linspace(0,2*pi,100); y=sin(x);z=cos(x); plot(x,y); title(sin(x); pause figure(2); plot(x,z); title(cos(x);Matlab liti6返回新建h窗口，激活圖形使其可見(jiàn)，并把它置于其它圖形之上4、分割窗口、分割窗口h=subplot(mrows,ncols,thisplot) 劃分整個(gè)作圖區(qū)域?yàn)閙rows*ncols塊（逐行對(duì)塊訪問(wèn)）并激活第thisplot塊，其后的作圖語(yǔ)句將圖形畫(huà)在該塊上。 激活已劃分為mrows*ncols塊的屏幕中的第thisplot塊，其后的作圖語(yǔ)句將圖形畫(huà)在該塊

14、上。命令Subplot(1,1,1)返回非分割狀態(tài)。subplot(mrows,ncols,thisplot) subplot(1,1,1) 解解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) 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

15、),title(sin(x)/cos(x)例例 將屏幕分割為四塊，并分別畫(huà)出y=sin(x)，z=cos(x)，a=sin(x)*cos(x),b=sin(x)/cos(x)。Matlab liti7返回5、縮放圖形、縮放圖形zoom on 單擊鼠標(biāo)左鍵，則在當(dāng)前圖形窗口中，以鼠標(biāo)點(diǎn)中的點(diǎn)為中心的圖形放大2倍；單擊鼠標(biāo)右鍵，則縮小2倍解解 x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); Plot(x,y) zoom on Matlab liti13例例 縮放y=sin(x)的圖形zoom off為當(dāng)前圖形打開(kāi)縮放模式關(guān)閉縮放模式返回6. 改變視角改變視角view （1）vie

16、w(a,b) 命令view(a,b)改變視角到(a,b),a是方位角,b為仰角。缺省視角為（-37.5，30）。 解 x=-3:0.1:3; y=1:0.1:5; X,Y=meshgrid(x,y); Z=(X+Y).2; subplot(2,2,1)， mesh(X,Y,Z) subplot(2,2,2)， mesh(X,Y,Z)，view(50,-34) subplot(2,2,3)， mesh(X,Y,Z)，view(-60,70) subplot(2,2,4)， mesh(X,Y,Z)，view(0，1，1)Matlab liti10例 畫(huà)出曲面Z=(X+Y).2在不同視角的網(wǎng)格圖.

17、view用空間矢量表示的，三個(gè)量只關(guān)心它們的比例，與數(shù)值的大小無(wú)關(guān)，x軸view（1，0，0），y軸view（0，1，0），z軸view（0，0，1）。（2）view（x，y，z）返回Matlab liti14返回 例 將曲面peaks做成動(dòng)畫(huà)。 解 x,y,z=peaks(30); surf(x,y,z) axis(-3 3 -3 3 -10 10) m=moviein(15); for i=1:15 view(-37.5+24*(i-1),30) m(:,i)=getframe; end movie(m) 注：為了方便測(cè)試立體繪圖，MATLAB提供了一個(gè)peaks函數(shù)，可產(chǎn)生一個(gè)凹凸有致的

18、曲面，包含了三個(gè)局部極大點(diǎn)及三個(gè)局部極小點(diǎn)，其方程式為： 特殊二、三維圖形特殊二、三維圖形1、特殊的二維圖形函數(shù)特殊的二維圖形函數(shù)2、特殊的三維圖形函數(shù)特殊的三維圖形函數(shù)返回特殊的二維圖形函數(shù)特殊的二維圖形函數(shù)1、極坐標(biāo)圖：、極坐標(biāo)圖：polar (theta,rho,s) 用角度theta（弧度表示）和極半徑rho作極坐標(biāo)圖，用s指定線型。例的極坐標(biāo)圖形。2cos2sinr解：theta=linspace(0,2*pi), rho=sin(2*theta).*cos(2*theta); polar(theta,rho,g) title(Polar plot of sin(2*theta).*

19、cos(2*theta);Matlab liti15 2、 散點(diǎn)圖散點(diǎn)圖: scatter（X,Y,S,C）%S-size C-color 在向量X和Y的指定位置顯示彩色圈X和Y必須大小相同解解 輸入命令： load seamount % seamounts are underwater mountains. scatter(x,y,5,z)Matlab liti29 3、平面等值線圖：平面等值線圖： contour (x,y,z,n) 繪制n個(gè)等值線的二維等值線圖解解 輸入命令： X,Y=meshgeid(-2:.2:2,-2:.2:3); Z=X.*exp(-X.2-Y.2); C,h=c

20、ontour(X,Y,Z); clabel(C,h) %沿線標(biāo)識(shí)法 colormap coolMatlab liti34 例例 繪制seamount散點(diǎn)圖例例 在范圍-2x2,-2y3 內(nèi)繪22yxxez的等值線圖返回特殊的三維圖形函數(shù)特殊的三維圖形函數(shù)1、空間等值線圖：、空間等值線圖： contour 3(x,y,z,n) 其中n表示等值線數(shù)。例例 山峰的三維和二維等值線圖。 解 x,y,z=peaks; subplot(1,2,1) contour3(x,y,z,16,s) grid, xlabel(x-axis),ylabel(y-axis) zlabel(z-axis) title(c

21、ontour3 of peaks); subplot(1,2,2) contour(x,y,z,16,s) grid, xlabel(x-axis), ylabel(y-axis) title(contour of peaks);Matlab liti18 3、三維散點(diǎn)圖三維散點(diǎn)圖 scatter3（X,Y,Z,S,C） 在向量X,Y和Z指定的位置上顯示彩色圓圈. 向量X,Y和Z的大小必須相同.解解 輸入命令:x,y,z=sphere(16);X=x(:)*.5 x(:)*.75 x(:);Y=y(:)*.5 y(:)*.75 y(:);Z=z(:)*.5 z(:)*.75 z(:);S=repmat(1 .75 .5*10,prod(size(x),1);C=repmat(1 2 3,prod(size(x),1);scatter3(X(:),Y(:),Z(:),S(:),C(:),filled),view(-60,60)例例 繪制三維