MATLAB二维绘图(直角坐标)

007. 二维绘图（直角坐标） 前言：

Matlab 具有强大的绘图功能，提供了一系列的绘图函数，用户不需要过多的考虑绘图的细节，只需要给出一些基本参数就能得到所需图形。

此外，Matlab 还提供了直接对图形句柄进行操作的低层绘图操作。这类操作将图形的每个图形元素（如坐标轴、曲线、文字说明等）看做一个独立的对象，系统给每个对象分配一个句柄，可以通过句柄对该图形元素进行操作，而不影响其他部分。

——————————————————————

二维绘图可以采用不同的坐标系，如直角坐标、极坐标、对数坐标等。

一．绘制二维曲线的基本函数

1. 基本绘图函数——plot()

用于绘制二维平面上的直角坐标图，要提供一组x 坐标和对应的y 坐标，可以绘制分别以x 和y 为横、纵坐标的二维曲线。

plot(x,y)——x,y 为长度相同的向量，存储x 坐标和y 坐标 例1 在[0,2]π区间，绘制一般曲线/22sin2x y e x π-=

x=0:pi/100:2*pi;

y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);

plot(x,y)

运行结果：

注意：指数函数和正弦函数之间要用点乘运算，因为二者是向量。

例2 绘制参数方程曲线——星形线: x = 2 cos3 t ; y = 2 sin3 t

t = 0:0.01:2*pi;

x = 2.*(cos(t)).^3;

y = 2.*(sin(t)).^3;

plot(x,y);

运行结果：

例3 绘制参数方程曲线——摆线：

x = a(t – sin t) ; y = a(1 – cos t)

t = 0:0.01:2*pi;

x = a.*(t - sin(t));

y = a.*(1 - cos(t));

plot(x,y);

运行结果：

2．同一坐标图中画多条函数曲线

调用格式为：plot(x1, y1, x2, y2, …, xn, yn)

例4 同一坐标图中画出sin y x =，2sin y x =，3sin y x =三条曲线。

x =0:pi/50:2*pi;

plot(x,sin(x),x,2*sin(x),x,3*sin(x))

运行结果：

注：利用plot函数可以直接将矩阵的数据绘制图形（矩阵的每一列数据作为一条曲线），例

例5 绘制数据矩阵表示的图形

A=pascal(5)

plot(A)

运行结果：A = 1 1 1 1 1

1 2 3 4 5

1 3 6 10 15

1 4 10 20 35

1 5 15 35 70

3．图形选项设置线型、颜色和数据点标记符号等

线型：- 实线: 虚线-. 点划线-- 双划线

颜色：b蓝色g绿色r红色c青色m品红

y黄色k黑色w白色

标记符号： . 点o 圆圈×叉号+ 加号* 星号s 方块 d 菱形p 五角星h 六角星

∨朝下三角符号∧朝上三角符号

< 朝左三角符号 > 朝右三角符号

例6 用不同的线型和颜色在同一坐标图内绘制曲线

/22sin2x y e x π-=及其上下包络线：/2/22,2x x y e y e --==-

【用黑色虚线画出两条包络线，用蓝色双划线画出曲线y ，用红色五角星离散标出数据点】

x=(0:pi/100:2*pi)';

y1=2*exp(-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');

运行结果：

4．绘制出具有不同纵坐标标刻度的两个图形——plotyy()

两个函数绘制在同一个坐标中（横坐标的标度相同，纵坐标有两个——不同量纲不同数量级），有利于图形数据的对比分析。

plotyy(x1,y1,x2,y2)

例7 绘制两个纵坐标图形

x1=0:pi/100:2*pi;

x2=0:pi/100:3*pi;

y1=exp(-0.5*x1).*sin(2*pi*x1);

y2=1.5*exp(-0.1*x2).*sin(x2);

plotyy(x1,y1,x2,y2);

运行结果：

二．绘制图形的辅助操作

1．图形标注

在绘制图形时，可以对图形加上一些说明，如图形的名称、坐标轴说明以及图形某一部分的含义等，这些操作称为添加图形标注。有关图形标注函数的调用格式为：

title(’图形名称’)

xlabel(’x轴说明’)

ylabel(’y轴说明’)

text(x, y, ’图形说明’) % 在坐标点(x, y)的位置添加“图形说明”

legend(’图例1’, ’图例2’, …)

注：（1）legend函数用于对绘制曲线所用线型、颜色或数据点标记作图例说明（放置在空白处），用户还可以通过鼠标移动图例，将其放到所希望的位置。

（2）除legend函数外，其他函数同样适用于三维图形，在三维中z坐标轴说明用zlabel函数。

（3）上述函数中的说明文字，除了使用标准的ASCII字符外，

还可以使用LaTex格式的控制字符，这样就可以在图形上添加希腊

字符，数学符号和公式等内容，受LaTex字符串控制部分要加大括

号{ }括起来。

2．坐标控制

在绘制图形时，Matlab可以自动根据要绘制曲线数据的范围选择合适的坐标刻度，使得曲线能够尽可能清晰的显示出来。

但是，如果用户对坐标不满意，可以利用axis函数对其重新设定：axis([xmin xmax ymin ymax])

注：绘制出三维图形，需要再加两个参数zmin，zmax