第三章Matlab 绘图与例题 (1)

[X ,Y ] meshgrid(x, y)
mesh(X ,Y , Z )
• mesh(Z) 若提供参数x,y,等价于mesh(x,y,Z),否 则默认
• mesxhc 1除: n了, y生1成: m网格曲面，还在xoy面上生成等高线图
• meshz 除了生成网格曲面,还在曲线下加上一个长方形 台柱。
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空间网格曲面。而函数meshgrid就用来生成xoy 平面上的小矩形顶点坐标值的矩阵（格点矩阵）。 函数meshgrid也适用于三元函数。
meshgrid的调用形式
• [X,Y]=meshgrid(x,y) 绘制二维图形时生成小矩形的格点 • [X,Y]= meshgrid(x) 等价于[X,Y]=meshgrid(x,x) • [X,Y,Z]=meshgrid(x,y,z)绘制三维图形生成小矩形的格点 • [X,Y,Z]= meshgrid(x) 等价于[X,Y,Z]=meshgrid(x,x,x)
c青
x叉
> 右三角形 -- 划线
m 洋红 + 十字 < 左三角形
y黄
*星
p 五角形
k黑
s 方块 h 六角形
d 菱形
例、在同一图形窗口画出不同颜色，线形的正、余 弦图形
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三、 基本绘图控制参数
常用作图指令 • 清除图形窗口 clf • 显示/不显示格栅 grid on/off • 保留/释放现有图形 hold on/off • 使用/不使用坐标框 box on/off • 暂停直到击键盘 pause
例3-1-1、在同一坐标系中画出两个函数 y cos 2x, y x 的图形，自变量范围为：2 x 2 ,及5个点
(-2,1.5)，(-1,1)，(0,0)，(1,0.56)，(2,-1.5)；
y cos 2x 为红色实线，函数 y x 为洋红色 虚线；并加注标题、坐标轴，对图例进行 标注。 例3-1b、根据下表（某海域观察到的海平面的年平均 高度）数据绘制二位数据点图，并画出其折线图。
机动目录上页下页返回结束常用色图名称及产生函数色图名称产生函数蓝色调灰色图青红浓淡色图线性纯铜色图红白兰黑交错图线性灰度色图黑红黄白色图饱和色图一种色图的变体粉红色图光谱色图bonecoolcopperflaggrayhothsvjetpinkprism机动目录上页下页返回结束2图形的透视hidden与光照控制shadinghiddenoff透视重叠线shadingflat无网格线的分块shadingfaceted默认的着色方式网格线是黑色shadinginterp着色光顺性最好例348透视演示例349绘制概率密度函数的三维图075y375x15x6x075y375x15x05457e07575e1xy机动目录上页下页返回结束3图形的视角控制viewazel在球坐标系中设定视角的命令viewazelaz为方位角el为俯视角
例1、已知向量x=[1 2 3],y=[4 7 9 0],生成它们对应的 格点矩阵。注意：输出的X、Y都是4*3矩阵，X的行 向量都是向量x，Y的列向量都是向量y
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二、三维网格图命令mesh
• mesh(X,Y,Z) 生成网格曲面，X,Y,Z是同维数的矩阵 • mesh(x,y,Z) x,y是向量，而Z是矩阵。等价于
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Байду номын сангаас
x sin t
例3.3.1 画出螺旋线
y
cos
t
z t
(0 t 10 )
与空间曲线
x y
cos t sin t
z
1 t
(0.5 t 1.5)
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二、坐标轴的控制
在Matlab中可以利用指令axis来完成坐标轴的控制。
六、绘制数值函数二维曲线的指令fplot
• 命令形式： fplot(fun,[xmin,xmax],tol,n,‘linespec’..) 功能：画函数自变量在区间[xmin,xmax]的图像 说明：fun是函数名，可以是matlab已有的， 也可以是自定义的M函数，还可以是字符串定义 的函数；[ ]定义x的取值区间；tol是相对误差， 默认值为2e-3；n+1 绘图的最少点数；linespec 是线型设置。
思考：将上两个图作在同一个图形窗口中。
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七、绘制符号函数二维曲线的指令ezplot
• 命令形式：ezplot(F,[xmin,xmax])
• 功能：F是符号函数并且只含有一个变量。 如果区间[ ]缺省，默认区间为[-2pi,2pi]
例、绘制
y 2 et/2 cos 3 t
• 注：该命令可以用来画通常的函数f(x)图形， 此时向量x常用命令x=a:h:b的形式获得函数在 绘图区上的自变量点向量数据，对应的函数向量 取值为y=f(x).步长h可以任意选，h越小曲线越 光滑，但是步长太小，会增加计算量，运算速度 要降低。
例3.1 在同一坐标系中画出y=sinx和y=cosx的图形。
函数名称
comet rose feather
功能 建立彗星流动图 极坐标图 羽毛图
函数名称 功能
ribbon 带状图
fill
平面多边形填色
（实心图）
例3.2.1、练习指令bar,stairs,pie,pie3,stem,area.
解：x=1:5; subplot(2,3,1),bar(x),title(‘直方图’) subplot(2,3,2),stairs(x),title(‘阶梯图’) subplot(2,3,3),stem(x,’rp’),title(‘火柴棍图’) subplot(2,3,4),pie(x),title(‘饼图‘） subplot(2,3,5),pie3(x),title(‘三维饼图’) subplot(2,3,6),area(x),title(‘面积图’)
功能：在顶端加注string为图名，并定义其字体、 大小、标注角度。 （2）坐标轴标注 • 命令形式：xlabel(‘string’)/ylabel(‘string’) •功能：在当前图形的x轴/y轴旁加注文字内容。
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（3）图形标注 • 命令形式1： text(x,y,‘string’)
axis([a,b,c,d]) 设定二维图形坐标轴的范围
axis([a,b,c,d,e,f]) 设定三维图形坐标轴的范围
axis off/on
不显示/显示坐标轴
axis auto 将坐标轴的取值范围设为默认值
axis xy 设定为笛卡尔坐标系
axis ij
坐标原点设置在图形窗口的左上角，坐标
轴i 垂直向下，j水平向右。
功能：适用于二维图形，在点(x,y)上加注文字。 • 命令形式2：gtext(‘string’)
功能：在鼠标指定位置上标注。具体步骤：先利用 鼠标定位，再在此位置加注文字。该指令不支持三维 图形。 （4）图例标注 • 命令形式1：legend(‘string1’,’string2’,’string3’…) • 功能：对当前图进行图例标注。当在一幅图中出现 多种曲线时，结合在绘制时的不同线性与颜色等特点， 进行说明。
loglog 双对数曲线
semilogx semilogy plotyy polar stairs stem pcolor area errorbar quiver
x轴对数坐标曲线 y轴对数坐标曲线 在图的左右建y轴 极坐标曲线 阶梯图 火柴棍图 伪彩图 面积图 误差棒棒图 矢量场图
绘制二维图形的指令
绘制二维图形的指令
函数名称
bar barh bar3 bar3h hist pie Pie3 compass fplot ezplot gplot
功能 直方图 垂直的直方图 三维直方图 垂直的三维直方图 统计直方图 饼图 三维饼图 罗盘图 数值函数二维曲线 符号函数二维曲线 绘拓扑图
函数名称 功能
axis equal 使坐标轴在三个方向上刻度增量相同
axis square 使坐标轴在三个方向上长度相同
axis
返回表示当前图形坐标轴的范围
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第四节 Matlab空间曲面绘图
二元函数 z f (x, y) 的图形是三维空间曲面，函
数图形在了解二元函数的特性上帮助很大。
当作当前图形窗口。 • 命令形式2：subplot(‘position’,[left bottem
width height]) 功能：在普通坐标系中创建新的坐标系，并且各个 参数left bottem width height在0到1之间取值。
例3-1-2 在一个图形窗口，将上例分别作图。
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• 命令形式3： plot(x1,y1,’property’,x2,y2, ’property’)
• 功能：画出多条曲线，并控制第i条曲线颜色与 线型等。
二、线型、定点标记、颜色
图形元素设定
颜色
标记
线型
b 蓝(默认) 无标记(默认)
- 实线(默认)
g绿 r红
.点 o圈
^ 上三角形 : 虚线 v 下三角形 -. 点划线
3
2
在[0,4π]间的图形。
解：syms t
ezplot(‘2/3*exp(-t/2)*cos(3/2*t)’,[0,4*pi])
第二节 Matlab二维特殊图形
Matlab提供了许多其他的二维绘图指令， 大大扩充了Matlab的曲线作图指令，可以满足 用户的不同需要。
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例3-1-3、分别利用plot与fplot在区间[-1，1]绘 制曲线 y sin(1/ x) 的图像，并作比较。
解：（1）用plot x=-1:.1:1; y=sin(1./x);
(2)用fplot fplot(‘sin(1./x)’,[-1,1])
plot(x,y)
例3.2.2、练习指令bar,compass,rose,fill.
解：t=-10:1:10; subplot(221),bar(t,cos(t)),title(‘直方图’) subplot(222),compass(t,cos(t)),title(‘罗盘图’) subplot(223),rose(t,cos(t)),title(‘极坐标图’) subplot(224),fill(t,cos(t),’b’),title(‘实心图‘）
年份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 海拔 5.0 11.0 16.0 23.0 36.0 58.0 29.0 20.0 10.0 8.0
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五、一个图形窗口多个子图的绘制
• 命令形式1：subplot(m,n,i) 功能：把图形窗口分为m×n个子图，并把第i个子图
ezmesh(z) 画网格图的简捷指令，z=f(x,y)是符号函数
例3.4.1、画出函数z sin(x sin y) 在-3≤x,y≤3
上的图形，以及函数 z x2 2y2 在-10≤x,y≤10 上的图形。 例3.4.2、分别用指令mesh,meshc,meshz画出函数 z sin( x2 y2 ) / x2 y2 ) 在-8 ≤ x,y≤8上的图形。
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三、三维表面图命令surf
• surf的调用格式与mesh相同，不同之处是surf绘的是曲面 而不是网格。
一、meshgrid命令
在Matlab中总是假设函数 z f (x, y)是定义 在矩形
区域 D [x0, xm ][ y0, yn ]上的。为了绘制三维曲面 ，
Matlab把
[x0分, x成m ]m份，把
[ y0 , yn ]
分成n份，这时区域D就被分成小矩形块。每个小矩 形块有4个顶点（格点），连接4个顶点得到一个空 间中的四边形片。所有这些四边形片就构成函数的
2) 当x 长度为n的数值向量且y是n×m的数值矩阵 时，该命令用向量x分别与矩阵y的每一列匹配， 在同一坐标系中画m条不同颜色的折线图
3) 当x和y都是n×m的数值矩阵时， plot(x,y)分别 用矩阵x的第i列与y的第i列匹配，在同一坐标 系中画出m条不同颜色的折线图
举例
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第3章 Matlab 绘图与例题
第一节
第3章
Matlab二维曲线绘图
一、基本绘图指令plot
• 命令形式1：plot(y) • 功能：画一条或多条折线图,y是数值向量
或数值矩阵。
举例
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• 命令形式2：plot(x,y) • 功能：画一条或多条折线图。
说明：1) 当x,y都是长度为n的数值向量时，plot(x,y)在 坐标系顺序连接顶点(xi,yi)画出一条折线图
例3.2、利用hold指令在同一坐标系中画如下两参数 曲线，参数曲线方程为：
x1 y1
cos sin
t t
x2 y2
sin t sin 2t
满足 0 t 2
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四、图形的标注
（1） 图形标题标注 • 命令形式1：title(‘string’)
功能：在当前图形的顶端加注文字‘ ’为图名 • 命令形式2：title(‘string’,’property’,…)