二維繪圖直角坐標(biāo)

1、007. 二維繪圖（直角坐標(biāo)）前言：Matlab具有強(qiáng)大的繪圖功能，提供了一系列的繪圖函數(shù)，用戶不需要過(guò)多的考慮繪圖的細(xì)節(jié)，只需要給出一些基本參數(shù)就能得到所需圖形。此外，Matlab還提供了直接對(duì)圖形句柄進(jìn)行操作的低層繪圖操作。這類(lèi)操作將圖形的每個(gè)圖形元素（如坐標(biāo)軸、曲線、文字說(shuō)明等）看做一個(gè)獨(dú)立的對(duì)象，系統(tǒng)給每個(gè)對(duì)象分配一個(gè)句柄，可以通過(guò)句柄對(duì)該圖形元素進(jìn)行操作，而不影響其他部分。二維繪圖可以采用不同的坐標(biāo)系，如直角坐標(biāo)、極坐標(biāo)、對(duì)數(shù)坐標(biāo)等。一繪制二維曲線的基本函數(shù)1. 基本繪圖函數(shù)plot()用于繪制二維平面上的直角坐標(biāo)圖，要提供一組x坐標(biāo)和對(duì)應(yīng)的y坐標(biāo)，可以繪制分別以x和y為橫、縱坐標(biāo)的

2、二維曲線。plot(x,y)x,y為長(zhǎng)度相同的向量，存儲(chǔ)x坐標(biāo)和y坐標(biāo)例1 在區(qū)間，繪制一般曲線x=0:pi/100:2*pi;y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x); plot(x,y)運(yùn)行結(jié)果：注意：指數(shù)函數(shù)和正弦函數(shù)之間要用點(diǎn)乘運(yùn)算，因?yàn)槎呤窍蛄俊?例2 繪制參數(shù)方程曲線星形線: x = a cos3 t ; y = a sin3 tt = 0:0.01:2*pi;x = a.*(cos(t).3;y = a.*(sin(t).3;plot(x,y);運(yùn)行結(jié)果： 例3 繪制參數(shù)方程曲線擺線： x = a(t sin t) ; y = a(1 cos t)t = 0:0

3、.01:2*pi;x = a.*(t - sin(t);y = a.*(1 - cos(t);plot(x,y);運(yùn)行結(jié)果：2同一坐標(biāo)圖中畫(huà)多條函數(shù)曲線調(diào)用格式為：plot(x1, y1, x2, y2, , xn, yn)例4 同一坐標(biāo)圖中畫(huà)出，三條曲線。x =0:pi/50:2*pi; plot(x,sin(x),x,2*sin(x),x,3*sin(x)運(yùn)行結(jié)果：注：利用plot函數(shù)可以直接將矩陣的數(shù)據(jù)繪制圖形（矩陣的每一列數(shù)據(jù)作為一條曲線），例例5 繪制數(shù)據(jù)矩陣表示的圖形A=pascal(5) plot(A)運(yùn)行結(jié)果：A = 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 1 3 6 10 1

4、5 1 4 10 20 35 1 5 15 35 703圖形選項(xiàng)設(shè)置線型、顏色和數(shù)據(jù)點(diǎn)標(biāo)記符號(hào)等線型：- 實(shí)線 : 虛線 -. 點(diǎn)劃線 - 雙劃線顏色：b藍(lán)色 g綠色 r紅色 c青色 m品紅 y黃色 k黑色 w白色標(biāo)記符號(hào)： . 點(diǎn) o 圓圈 × 叉號(hào) + 加號(hào) * 星號(hào) s 方塊 d 菱形 p 五角星 h 六角星 朝下三角符號(hào) 朝上三角符號(hào) < 朝左三角符號(hào) > 朝右三角符號(hào)例6 用不同的線型和顏色在同一坐標(biāo)圖內(nèi)繪制曲線及其上下包絡(luò)線：【用黑色虛線畫(huà)出兩條包絡(luò)線，用藍(lán)色雙劃線畫(huà)出曲線y，用紅色五角星離散標(biāo)出數(shù)據(jù)點(diǎn)】x=(0:pi/100:2*pi)'y1=2*e

5、xp(-0.5*x)*1,-1;y2=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);x1=(0:12)/2;y3=2*exp(-0.5*x1).*sin(2*pi*x1); plot(x,y1,'k:',x,y2,'b-',x1,y3,'rp');運(yùn)行結(jié)果：4繪制出具有不同縱坐標(biāo)標(biāo)刻度的兩個(gè)圖形plotyy()兩個(gè)函數(shù)繪制在同一個(gè)坐標(biāo)中（橫坐標(biāo)的標(biāo)度相同，縱坐標(biāo)有兩個(gè)不同量綱不同數(shù)量級(jí)），有利于圖形數(shù)據(jù)的對(duì)比分析。plotyy(x1,y1,x2,y2)例7 繪制兩個(gè)縱坐標(biāo)圖形x1=0:pi/100:2*pi;x2=0:pi/100:3*p

6、i;y1=exp(-0.5*x1).*sin(2*pi*x1);y2=1.5*exp(-0.1*x2).*sin(x2); plotyy(x1,y1,x2,y2);運(yùn)行結(jié)果：二繪制圖形的輔助操作1 圖形標(biāo)注在繪制圖形時(shí)，可以對(duì)圖形加上一些說(shuō)明，如圖形的名稱(chēng)、坐標(biāo)軸說(shuō)明以及圖形某一部分的含義等，這些操作稱(chēng)為添加圖形標(biāo)注。有關(guān)圖形標(biāo)注函數(shù)的調(diào)用格式為：title(圖形名稱(chēng)) xlabel(x軸說(shuō)明)ylabel(y軸說(shuō)明)text(x, y, 圖形說(shuō)明) % 在坐標(biāo)點(diǎn)(x, y)的位置添加“圖形說(shuō)明”legend(圖例1, 圖例2, )注：（1）legend函數(shù)用于對(duì)繪制曲線所用線型、顏色或數(shù)據(jù)點(diǎn)

7、標(biāo)記作圖例說(shuō)明（放置在空白處），用戶還可以通過(guò)鼠標(biāo)移動(dòng)圖例，將其放到所希望的位置。（2）除legend函數(shù)外，其他函數(shù)同樣適用于三維圖形，在三維中z坐標(biāo)軸說(shuō)明用zlabel函數(shù)。（3）上述函數(shù)中的說(shuō)明文字，除了使用標(biāo)準(zhǔn)的ASCII字符外，還可以使用LaTex格式的控制字符，這樣就可以在圖形上添加希臘字符，數(shù)學(xué)符號(hào)和公式等內(nèi)容，受LaTex字符串控制部分要加大括號(hào) 括起來(lái)。2坐標(biāo)控制在繪制圖形時(shí)，Matlab可以自動(dòng)根據(jù)要繪制曲線數(shù)據(jù)的范圍選擇合適的坐標(biāo)刻度，使得曲線能夠盡可能清晰的顯示出來(lái)。但是，如果用戶對(duì)坐標(biāo)不滿意，可以利用axis函數(shù)對(duì)其重新設(shè)定：axis(xmin xmax ymin y

8、max)注：繪制出三維圖形，需要再加兩個(gè)參數(shù)zmin，zmaxaxis函數(shù)其他用法：axis equal ：縱橫坐標(biāo)軸采用等長(zhǎng)刻度axis square：產(chǎn)生正方形坐標(biāo)系（默認(rèn)為矩形）axis auto：使用默認(rèn)設(shè)置axis off：取消坐標(biāo)軸axis on ：顯示坐標(biāo)軸此外，給坐標(biāo)加網(wǎng)格線可以用grid命令來(lái)控制，grid on/off命令控制畫(huà)還是不畫(huà)網(wǎng)格線，不帶參數(shù)的grid命令在兩種之間進(jìn)行切換。給坐標(biāo)加邊框用box命令控制（用法同grid）例8 繪制分段函數(shù)，并做適當(dāng)圖形標(biāo)注x=0:0.1:10;y=;for x0=xif x0>=8y=y,1; %y=1elseif x0&g

9、t;=6y=y,5-x0/2; %y=5-x/2elseif x0>=4y=y,2; %y=2elseif x0>=0y=y,sqrt(x0); %y=sqrt（x）endendplot(x,y)axis(0 10 0 2.5)title('分段函數(shù)曲線');xlabel('Variable x');ylabel('Variable y');text(2,1.3,'y=x1/2');text(4.5,1.9,'y=2');text(7.3,1.5,'y=5-x/2'); text(8.5

10、,0.9,'y=1');運(yùn)行結(jié)果：3圖形保持（常用于同一坐標(biāo)圖下同時(shí)繪制多條函數(shù)曲線）Matlab默認(rèn)每執(zhí)行一次繪圖命令，就刷新一次當(dāng)前圖形窗口，圖形窗口原有圖形將不復(fù)存在，如果希望在已經(jīng)存在的圖形上再繼續(xù)添加新的圖形，可以使用圖形保持命令hold. hold on/off 命令是保持原有圖形還是刷新原有圖形，不帶參數(shù)的hold命令在兩者之間進(jìn)行切換。4圖形窗口分割（子圖）subplot()Matlab提供了subplot函數(shù)用來(lái)將當(dāng)前窗口分割成若干個(gè)繪圖區(qū)，每個(gè)區(qū)域代表一個(gè)獨(dú)立的子圖（使用獨(dú)立的坐標(biāo)系），可以通過(guò)subplot函數(shù)激活某一區(qū)為活動(dòng)區(qū)，其繪圖命令都是作用于該活動(dòng)區(qū)域。調(diào)用格式：subplot(m, n, p)該函數(shù)把當(dāng)前窗口分成m×n個(gè)繪圖區(qū)（m行， n列），按行優(yōu)先編號(hào)。其中第p個(gè)區(qū)為當(dāng)前活動(dòng)區(qū)。每一個(gè)繪圖區(qū)允許以不同的坐標(biāo)系單獨(dú)繪制圖形。例9 繪制2×2子圖x=0:pi/30:2*pi;y=sin(x);z=cos(x);t=sin(x)./(cos(x)+eps);ct=cos(x)./(sin(x)+eps);subplot(2,2,1);plot(x,y)title('sin(x)');axis(0,2*pi,-1,1);subplot(2,2,2);plot(x,z)title('