matlab中使用plot画图

5.1 二维平面图形

5.1.1 基本图形函数

plot 是绘制二维图形的最基本函数，它是针对向量或矩阵的列来绘制曲线的。也就是说，使用plot 函数之前，必须首先定义好曲线上每一点的x 及y 坐标，常用格式为：（1）plot(x) 当x 为一向量时，以x 元素的值为纵坐标，x 的序号为横坐标值绘制

曲线。当x 为一实矩阵时，则以其序号为横坐标，按列绘制每列元素值相对于其序号的曲线，

当x 为m× n 矩阵时，就由n 条曲线。

（2）plot(x,y) 以x 元素为横坐标值，y 元素为纵坐标值绘制曲线。

（3）plot(x,y1,x,y2,…) 以公共的x 元素为横坐标值，以y1,y2,… 元素为纵坐标值绘制多条曲线。

例5.1.1 画出一条正弦曲线和一条余弦曲线。

>> x=0:pi/10:2*pi;

>> y1=sin(x);

>> y2=cos(x);

>> plot(x,y1,x,y2)

plot(x,y1,'k-.o',x,y2,'k*:')

grid on (/off) 给当前图形标记添加（取消）网络xlable(‘string’) 标记横坐标

ylabel(‘string’) 标记纵坐标

title(‘string’) 给图形添加标题

text(x,y,’string’) 在图形的任意位置增加说明性文本信息gtext(‘string’) 利用鼠标添加说明性文本信息

axis([xmin xmax ymin ymax]) 设置坐标轴的最小最大值>> x=0:pi/10:2*pi;

>> y1=sin(x);

>> y2=cos(x);

>> plot(x,y1,x,y2)

>> grid on

>> xlabel('independent variable X')

>> ylabel('Dependent Variable Y1 & Y2')

>> title('Sine and Cosine Curve')

>> text(1.5,0.3,'cos(x)')

>> gtext('sin(x)')

>> axis([0 2*pi -0.9 0.9])

5.1.3 图形的比较显示

在一般默认的情况下，MATLAB 每次使用plot 函数进行图形绘制，将重新产生一个图形窗口。但有时希望后续的图形能够和前面所绘制的图形进行比较。一般来说有两种方法：

一是采用hold on(/off)命令，将新产生的图形曲线叠加到已有的图形上；

二是采用subplot(m,n,k)函数，将图形窗口分隔成n m×个子图，并选择第k 个子图作为当前图形，然后在同一个视图窗口中画出多个小图形。

（1）子窗口的序号按行由上往下，按列从左向右编号。

（2）如果不用指令clf 清除，以后图形将被绘制在子图形窗口中。

例5.1.3 在同一窗口中绘制线段。（见图5.1.5）

>> x=0:pi/10:2*pi;

>> y1=sin(x);

>> y2=cos(x);

>> y3=x;

>> y4=log(x);

>> plot(x,y1,x,y2)

>> hold on

>> plot(x,y3)

>> plot(x,y4)

>> hold off

例5.1.4 在多个窗口中绘制图形。（见图5.1.6）

>> x=0:pi/10:2*pi;

>> y1=sin(x);

>> y2=cos(x);

>> y3=exp(x);

>> y4=log(x);

>> subplot(2,2,1);

>> plot(x,y1);

>> subplot(2,2,2);

>> plot(x,y2);

>> subplot(2,2,3);

>> plot(x,y3);

>> subplot(2,2,4);

>> plot(x,y4);

5.2 三维立体图形

5.2.1 三维曲线图

与二维图形相对应，MATLAB 提供了plot3 函数，可以在三维空间中绘制三维曲线，

它的格式类似于plot，不过多了z 方向的数据。plot3 的调用格式为：

plot3(x1,y1,z1,x2,y2,z2,...)

其中x1,y1,z1,x2,y2,z2,…等分别为维数相同的向量，分别存储着曲线的三个坐标值，该

函数

的使用方式和plot 类似，也可以采用多种的颜色或线型（见表5.1.1）来区分不同的数据

组，

只需在每组变量后面加上相关字符串即可实现该功能。

例5.2.1 绘制方程x=t

y=sin(t)

z=cos(t)

在t=[0,2*pi]上

的空间方程。（见图5.2.1）

>> clf

>> x=0:pi/10:2*pi;

>> y1=sin(x);

>> y2=cos(x);

>> plot3(y1,y2,x,'m:p')

>> grid on

>> xlabel('Dependent Variable Y1')

>> ylabel('Dependent Variable Y2')

>> zlabel('Independent Variable X')

>> title('Sine and Cosine Curve')

图5.2.1 函数plot 绘制的三维曲线图

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5.2.2 三维曲面图

如果要画一个三维的曲面，可以使用mesh(X,Y,Z)或surf(X,Y,Z)函数来实现。mesh 函数为数据点绘制网格线，图形中的每一个已知点和其附近的点用直线连接。surf

函数和mesh 的用法类似，但它可以画出着色表面图，图形中的每一个已知点与其相邻点以

平面连接。

为方便测试立体绘图，MATLAB 提供了一个peaks 函数，它可以产生一个的高

斯分布矩阵，其生成方程是

N N ×

z=3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2)-(y+1).^2)-10*(x/5-x.^3-y.^5).*exp(-x.^2-y.^2)-1/3*e x

p(-(x+1).^2-y.^2)

对应的图形是一个凹凸有致的曲面，包含了三个局部极大点及三个局部极小点。下面使用peaks 函数来比较一下mesh 和surf 的区别。

例5.2.2 分别用mesh 函数和surf 函数绘制高斯矩阵的曲面。

>> z=peaks(40);

>> mesh(z);

>> surf(z);

图5.2.2 mesh 函数绘制的三维曲面图

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图5.2.3 surf 函数绘制的着色表面图

在曲面绘图中，另一个常用的函数是meshgrid 函数，其一般引用格式是：[X, Y]=meshgrid (x, y)

其中x 和y 是向量，通过meshgrid 函数就可将x 和y 指定的区域转换成为矩阵X 和Y。

这样我们在绘图时就可以先用meshgrid 函数产生在x-y 平面上的二维的网格数据，再以一

组z 轴的数据对应到这个二维的网格，即可画出三维的曲面。