数学软件MATLAB绘图学习教案.pptx

《数学软件MATLAB绘图学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数学软件MATLAB绘图学习教案.pptx（69页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、数学数学(shxu)软件软件 MATLAB绘图绘图第一页，共69页。0 MATLAB简介简介(jin ji)0.1 MATLAB的发展的发展(fzhn)MATLAB名字由名字由MATrix和和LABoratory 两词两词的前三个字母组合而成。的前三个字母组合而成。20世纪七十年代，时任美国新墨西哥大学计算世纪七十年代，时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的机科学系主任的Cleve Moler出于减轻学生出于减轻学生(xu sheng)编程负担的动机，为学生编程负担的动机，为学生(xu sheng)设计了设计了一组调用一组调用LINPACK和和EISPACK矩阵软件工具包库矩阵软件工具包库程序

2、的的程序的的“通俗易用通俗易用”的接口，此即用的接口，此即用FORTRAN编编写的萌芽状态的写的萌芽状态的MATLAB。第1页/共69页第二页，共69页。1984 1984年由年由LittleLittle、MolerMoler、Steve BangertSteve Bangert合作成立合作成立MathWorksMathWorks公司，并把公司，并把 MATLAB MATLAB正式推正式推向市场。从这时起，向市场。从这时起，MATLABMATLAB的内核采用的内核采用 C C语言语言编写，而且编写，而且(r qi)(r qi)除原有的数值计算能力外，除原有的数值计算能力外，还新增了数据图视功能

3、。还新增了数据图视功能。现今的现今的 MATLAB MATLAB拥有拥有(yngyu)(yngyu)更丰富的数更丰富的数据类型和结构、更友善的面向对象、更加快速据类型和结构、更友善的面向对象、更加快速精良的图形可视、更广博的数学和数据分析资精良的图形可视、更广博的数学和数据分析资源、更多的应用开发工具。源、更多的应用开发工具。第2页/共69页第三页，共69页。MATLAB的主要的主要(zhyo)发展发展 1984年，年，MATLAB第第1版版(DOS版版)1992年，年，MATLAB 4.0版版 1994年，年，MATLAB 4.2版版 1997年，年，MATLAB 5.0版版 1999年，年

4、，MATLAB 5.3版版 2000年，年，MATLAB 6.0版版 2001年，年，MATLAB 6.1版版 2002年，年，MATLAB 6.5版版 2004年，年，MATLAB 7.0版版第3页/共69页第四页，共69页。0.2 MATLAB的主要特点的主要特点(tdin)和和功能功能q MATLAB 具有具有(jyu)很强的数值计算功能很强的数值计算功能 MATLAB 以矩阵作为数据操作的基本以矩阵作为数据操作的基本(jbn)单位，但无需预先指定矩阵维数（动态定维）单位，但无需预先指定矩阵维数（动态定维）提供十分丰富的数值计算函数，方便计算，提提供十分丰富的数值计算函数，方便计算，提高

5、效率高效率 MATLAB 命令与数学中的符号、公式非常接近，命令与数学中的符号、公式非常接近，可读性强，容易掌握可读性强，容易掌握q MATLAB 是一个交互式软件系统是一个交互式软件系统输入一条命令，立即就可得出该命令的结果输入一条命令，立即就可得出该命令的结果第4页/共69页第五页，共69页。q Matlab 符号计算功能符号计算功能(gngnng)Matlab 和著名和著名(zhmng)的符号计算语的符号计算语言言 Maple 相结合相结合q Matlab 的绘图的绘图(hu t)功能功能 Matlab提供丰富的提供丰富的绘图命令，很方便实现绘图命令，很方便实现数据的可视化数据的可视化第

6、5页/共69页第六页，共69页。q MATLAB 的编程功能的编程功能(gngnng)MATLAB 具有程序结构控制、函数调用、具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特征，而且简单易学、编程效率高。征，而且简单易学、编程效率高。通过通过 MATLAB 提供的编程语言进行编程提供的编程语言进行编程完成特定完成特定(tdng)的任务的任务第6页/共69页第七页，共69页。q MATLAB 丰富丰富(fngf)的工具箱的工具箱（TOOLBOX）MATLAB包含两部分内容：基本部分包含两部分内容：基本部分和各种可选的工具箱。和各种可选

7、的工具箱。MATLAB工具箱分为两大类：功能性工具箱分为两大类：功能性工具箱和学科性工具箱。工具箱和学科性工具箱。根据专门根据专门(zhunmn)领域中的特殊需要领域中的特殊需要而设计的各种可选工具箱而设计的各种可选工具箱Symbolic Math PDEOptimizationSignal processImage ProcessStatisticsControl SystemSystem Identification 第7页/共69页第八页，共69页。1 二维数据二维数据(shj)曲线图曲线图1.1 绘制绘制(huzh)单根二维曲线单根二维曲线 plot函数的基本调用格式函数的基本调用格式

8、(g shi)为：为：plot(x,y)其中其中x和和y为长度相同的向量，分别用于存为长度相同的向量，分别用于存储储x坐标和坐标和y坐标数据。坐标数据。第8页/共69页第九页，共69页。例例1 在在0 x2区间内，绘制区间内，绘制(huzh)曲线曲线 y=2e-0.5xcos(4x)程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y)第9页/共69页第十页，共69页。例例2 在在0t2区间区间(q jin)内，内，绘制曲线绘制曲线 x=tsin(3t)y=tsin2t 程序如下：程序如下：t=0:0.1:2*pi;x=

9、t.*sin(3*t);y=t.*sin(t).*sin(t);plot(x,y);第10页/共69页第十一页，共69页。plot 函数函数(hnsh)最简单的最简单的调用格式是只包含一个输入参数：调用格式是只包含一个输入参数：plot(x)在这种情况下，当在这种情况下，当 x 是实向是实向量时，以该向量元素的下标为横量时，以该向量元素的下标为横坐标，元素值为纵坐标画出一条坐标，元素值为纵坐标画出一条连续曲线，这实际上是绘制折线连续曲线，这实际上是绘制折线图。图。第11页/共69页第十二页，共69页。1.2 绘制多根二维曲线绘制多根二维曲线1.plot函数的输入参数是矩阵形式函数的输入参数是矩

10、阵形式 (1)当当x是向量，是向量，y是有一维与是有一维与x同同维的矩阵时，则绘制出多根不同维的矩阵时，则绘制出多根不同(b tn)颜色的曲线。曲线条数等于颜色的曲线。曲线条数等于y矩阵矩阵的另一维数，的另一维数，x被作为这些曲线共同的被作为这些曲线共同的横坐标。横坐标。(2)当当x,y是同维矩阵时，则以是同维矩阵时，则以x,y对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。线，曲线条数等于矩阵的列数。第12页/共69页第十三页，共69页。(3)对只包含一个输入参数对只包含一个输入参数的的plot函数，当输入参数是实矩函数，当输入参数是实矩阵时，则按

11、列绘制每列元素值相阵时，则按列绘制每列元素值相对其下标的曲线，曲线条数对其下标的曲线，曲线条数(tio sh)等于输入参数矩阵的列数。等于输入参数矩阵的列数。当输入参数是复数矩阵时，当输入参数是复数矩阵时，则按列分别以元素实部和虚部为则按列分别以元素实部和虚部为横、纵坐标绘制多条曲线。横、纵坐标绘制多条曲线。第13页/共69页第十四页，共69页。2.含多个输入参数的含多个输入参数的plot函数函数 调用格式为：调用格式为：plot(x1,y1,x2,y2,xn,yn)(1)当输入参数都为向量当输入参数都为向量(xingling)时，时，x1和和y1，x2和和y2，xn和和yn分别组成一组向量分

12、别组成一组向量(xingling)对，每一组向量对，每一组向量(xingling)对的长度可以不同。对的长度可以不同。每一向量每一向量(xingling)对可以绘制对可以绘制出一条曲线，这样可以在同一坐出一条曲线，这样可以在同一坐标内绘制出多条曲线。标内绘制出多条曲线。(2)当输入参数有矩阵形式当输入参数有矩阵形式(xngsh)时，配对时，配对的的x,y按对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，按对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。曲线条数等于矩阵的列数。第14页/共69页第十五页，共69页。例例3 分析下列分析下列(xili)程序绘制程序绘制的曲线。的曲线。x1=lins

13、pace(0,2*pi,100);x2=linspace(0,3*pi,100);x3=linspace(0,4*pi,100);y1=sin(x1);y2=1+sin(x2);y3=2+sin(x3);x=x1;x2;x3;y=y1;y2;y3;plot(x,y,x1,y1-1)第15页/共69页第十六页，共69页。3.具有两个具有两个(lin)纵坐标标度纵坐标标度的图形的图形 在在MATLAB中，如果需要绘中，如果需要绘制出具有不同纵坐标标度的两个制出具有不同纵坐标标度的两个(lin)图形，可以使用图形，可以使用 plotyy绘图函数。调用格式为：绘图函数。调用格式为：plotyy(x1,

14、y1,x2,y2)其中其中x1,y1对应一条曲线，对应一条曲线，x2,y2对应另一条曲线。横坐标的对应另一条曲线。横坐标的标度相同，纵坐标有两个标度相同，纵坐标有两个(lin)，左纵坐标用于，左纵坐标用于x1,y1数据对，数据对，右纵坐标用于右纵坐标用于x2,y2数据对。数据对。第16页/共69页第十七页，共69页。例例4 用不同标度在同一坐标内绘用不同标度在同一坐标内绘制制(huzh)曲线曲线 y1=0.2e-0.5xcos(4x)和和y2=2e-0.5xcos(x)。程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);y2=2

15、*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plotyy(x,y1,x,y2);第17页/共69页第十八页，共69页。4.图形保持图形保持 hold on/off 命令控制是保持命令控制是保持原有图形还是刷新原有图形还是刷新(shu xn)原原有图形，不带参数的有图形，不带参数的hold命令在命令在两种状态之间进行切换。两种状态之间进行切换。第18页/共69页第十九页，共69页。例例5 采用图形保持，在同一坐标采用图形保持，在同一坐标内绘制曲线内绘制曲线y1=0.2e-0.5xcos(4x)和和y2=2e-0.5xcos(x)。程序程序(chngx)如下：如下：x=0:pi/100:2*p

16、i;y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y1)hold on y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plot(x,y2);hold off第19页/共69页第二十页，共69页。1.3 设置曲线设置曲线(qxin)样式样式 MATLAB 提供了一些绘图选项，提供了一些绘图选项，用于确定所绘曲线用于确定所绘曲线(qxin)的线型、颜的线型、颜色和数据点标记符号，它们可以组合色和数据点标记符号，它们可以组合使用。例如，使用。例如，“b-.”表示蓝色点划线，表示蓝色点划线，“y:d”表示黄色虚线并用菱形符标记表示黄色虚线并用菱形符标记数据点。

17、当选项省略时，数据点。当选项省略时，MATLAB 规规定，线型一律用实线，颜色将根据曲定，线型一律用实线，颜色将根据曲线线(qxin)的先后顺序依次。的先后顺序依次。要设置曲线要设置曲线(qxin)样式可以在样式可以在 plot函数中加绘图选项，其调用格式函数中加绘图选项，其调用格式为：为：plot(x1,y1,选项选项1,x2,y2,选项选项2,xn,yn,选项选项n)第20页/共69页第二十一页，共69页。plot标准标准(biozhn)设定值如下：设定值如下：字母字母 颜色颜色 标点标点 线型线型 y y 黄色黄色(hungs)(hungs)点点线线 m m 粉红粉红 圈线圈线 c c

18、亮蓝亮蓝 线线 r r 大红大红 字线字线 g g 绿色绿色 实线实线 b b 蓝色蓝色 星形线星形线 w w 白色白色 ：虚线虚线 k k 黑色黑色 (-)(-)点划线点划线第21页/共69页第二十二页，共69页。plot标准标准(biozhn)设定值如下设定值如下(续续)：字母或符号字母或符号 标记标记 s s 正方形正方形 d d 菱形菱形(ln xn)(ln xn)v v 三角形三角形 (向下向下)三角形三角形 (向上向上)三角形三角形 (向右向右)p p 五角星五角星 h h 六角星六角星第22页/共69页第二十三页，共69页。例例6 在同一坐标内，分别用不同在同一坐标内，分别用不同

19、线型和颜色绘制线型和颜色绘制(huzh)曲线曲线y1=0.2e-0.5xcos(4x)和和y2=2e-0.5x cos(x)，标记两曲线交叉点。，标记两曲线交叉点。程序如下：程序如下：x=linspace(0,2*pi,1000);y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);k=find(abs(y1-y2)1e-2);%查找查找y1与与y2相等点相等点(近似相等近似相等)的的下标下标 x1=x(k);%取取y1与与y2相等点的相等点的x坐标坐标 y3=0.2*exp(-0.5*x1).*cos(4*pi*x1);%求

20、求y1与与y2值相等点的值相等点的y坐标坐标 plot(x,y1,x,y2,k:,x1,y3,bp);第23页/共69页第二十四页，共69页。1.4 图形标注图形标注(bio zh)与坐标控制与坐标控制1.图形标注图形标注 有关图形标注函数的调用格式为：有关图形标注函数的调用格式为：title(图形名称图形名称)xlabel(x轴说明轴说明(shumng)ylabel(y轴说明轴说明(shumng)text(x,y,图形说明图形说明(shumng)legend(图例图例1,图例图例2,)第24页/共69页第二十五页，共69页。函数函数(hnsh)中的说明文字，中的说明文字，除使用标准的除使用标

21、准的 ASCII字符外，还可字符外，还可使用使用LaTeX格式的控制字符，这样格式的控制字符，这样就可以在图形上添加希腊字母、数就可以在图形上添加希腊字母、数学符号及公式等内容。学符号及公式等内容。例如，例如，text(0.3,0.5,sin(omegat+beta)将得到标注效果将得到标注效果sin(t+)。第25页/共69页第二十六页，共69页。例例例例7 7 在在在在0 x20 x2区间内，绘制曲线区间内，绘制曲线区间内，绘制曲线区间内，绘制曲线y1=2e-0.5xy1=2e-0.5x和和和和y2=cos(4x)y2=cos(4x)，并给图形添加图形标注。，并给图形添加图形标注。，并给图

22、形添加图形标注。，并给图形添加图形标注。程序如下：程序如下：程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;x=0:pi/100:2*pi;y1=2*exp(-0.5*x);y1=2*exp(-0.5*x);y2=cos(4*pi*x);y2=cos(4*pi*x);plot(x,y1,x,y2)plot(x,y1,x,y2)title(x from 0 title(x from 0 toto 2pi);%2pi);%加图形标题加图形标题加图形标题加图形标题 xlabel(Variable X);%xlabel(Variable X);%加加加加X X轴说明轴说明轴说明轴说明 ylabel

23、(Variable Y);%ylabel(Variable Y);%加加加加Y Y轴说明轴说明轴说明轴说明 text(0.8,1.5,text(0.8,1.5,曲线曲线曲线曲线y1=2e-0.5x);%y1=2e-0.5x);%在指定在指定在指定在指定(zhdng)(zhdng)位置添加图形说明位置添加图形说明位置添加图形说明位置添加图形说明 text(2.5,1.1,text(2.5,1.1,曲线曲线曲线曲线y2=cos(4pix);y2=cos(4pix);legend(y1,y2)%legend(y1,y2)%加图例加图例加图例加图例第26页/共69页第二十七页，共69页。2.坐标控制坐

24、标控制 axis函数的调用格式为：函数的调用格式为：axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax)axis函数功能丰富，常用的格函数功能丰富，常用的格式还有：式还有：axis equal：纵、横坐标轴采：纵、横坐标轴采用等长刻度。用等长刻度。axis square：产生正方形坐标：产生正方形坐标系系(缺省为矩形缺省为矩形)。axis auto：使用：使用(shyng)缺省缺省设置。设置。axis off：取消坐标轴。：取消坐标轴。axis on：显示坐标轴。：显示坐标轴。第27页/共69页第二十八页，共69页。给坐标加网格线用给坐标加网格线用grid命令命令来控制来控制

25、(kngzh)。grid on/off命令命令控制控制(kngzh)是画还是不画网格是画还是不画网格线，不带参数的线，不带参数的grid命令在两种命令在两种状态之间进行切换。状态之间进行切换。给坐标加边框用给坐标加边框用box命令来控命令来控制制(kngzh)。box on/off命令控制命令控制(kngzh)是加还是不加边框线，是加还是不加边框线，不带参数的不带参数的box命令在两种状态之命令在两种状态之间进行切换。间进行切换。第28页/共69页第二十九页，共69页。例例8 在同一坐标中，可以绘制在同一坐标中，可以绘制3个个同心圆，并加坐标控制。同心圆，并加坐标控制。程序如下：程序如下：t=

26、0:0.01:2*pi;x=exp(i*t);y=x;2*x;3*x;plot(y)grid on;%加网格线加网格线 box on;%加坐标边框加坐标边框(binkung)axis equal%坐标轴采坐标轴采用等刻度用等刻度第29页/共69页第三十页，共69页。1.5 图形的可视化编辑图形的可视化编辑 MATLAB 6.5 版本在图形窗口版本在图形窗口中提供了可视化的图形编辑工具，中提供了可视化的图形编辑工具，利用图形窗口菜单栏或工具栏中的利用图形窗口菜单栏或工具栏中的有关命令可以完成对窗口中各种图有关命令可以完成对窗口中各种图形对象的编辑处理形对象的编辑处理(chl)。在图形窗口上有一个

27、菜单栏和在图形窗口上有一个菜单栏和工具栏。菜单栏包含工具栏。菜单栏包含File、Edit、View、Insert、Tools、Window和和Help共共7个菜单项，工具栏包含个菜单项，工具栏包含11个个命令按钮。命令按钮。第30页/共69页第三十一页，共69页。1.6 对函数自适应采样的绘图函数对函数自适应采样的绘图函数 fplot函数的调用格式为：函数的调用格式为：fplot(fname,lims,tol,选项选项)其中其中fname为函数名，以字符串形为函数名，以字符串形式出现，式出现，lims 为为x,y的取值范围，的取值范围，tol 为为相对允许误差，其系统默认值为相对允许误差，其系

28、统默认值为2e-3。选项定义选项定义(dngy)与与 plot函数相同。函数相同。第31页/共69页第三十二页，共69页。例例9 用用fplot函数绘制函数绘制f(x)=sin1/x)的曲线的曲线(qxin)。命令如下：命令如下：fplot(sin(1/x),-1,1,1e-4)第32页/共69页第三十三页，共69页。例例10 用用fplot函数绘制函数绘制f(x)=cos(tan(x)的曲线的曲线(qxin)。命令如下：命令如下：fplot(cos(tan(pi*x),0,1,1e-4)第33页/共69页第三十四页，共69页。1.7 图形窗口的分割图形窗口的分割 subplot函数的调用格式

29、为：函数的调用格式为：subplot(m,n,p)该函数将当前该函数将当前(dngqin)图形窗图形窗口分成口分成mn个绘图区，即每行个绘图区，即每行n个，个，共共m行，区号按行优先编号，且选行，区号按行优先编号，且选定第定第p个区为当前个区为当前(dngqin)活动区。活动区。在每一个绘图区允许以不同的坐标在每一个绘图区允许以不同的坐标系单独绘制图形。系单独绘制图形。第34页/共69页第三十五页，共69页。例例11 在图形窗口中，以子图形式同时绘制在图形窗口中，以子图形式同时绘制(huzh)多根曲线。多根曲线。subplot(1,2,1)x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(

30、-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y1)subplot(1,2,2)y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plot(x,y2);第35页/共69页第三十六页，共69页。2 其他其他(qt)二维图形二维图形2.1 其他其他(qt)坐标系下的二维数据曲线坐标系下的二维数据曲线图图1.对数坐标图形对数坐标图形 MATLAB提供了绘制对数和半对数坐标提供了绘制对数和半对数坐标曲线的函数，调用曲线的函数，调用(dioyng)格式为：格式为：semilogx(x1,y1,选项选项1,x2,y2,选项选项2,)semilogy(x1,y1,选项选项1,x2,y2,选项

31、选项2,)loglog(x1,y1,选项选项1,x2,y2,选项选项2,)第36页/共69页第三十七页，共69页。例例12 绘制绘制y=10 x2的对数坐标图并与直角线性的对数坐标图并与直角线性坐标图进行坐标图进行(jnxng)比较。比较。x=-2:0.05:2;y=10.*x.2;subplot(2,2,1);plot(x,y);subplot(2,2,2);semilogx(x,y);subplot(2,2,3);semilogy(x,y);subplot(2,2,4);loglog(x,y);第37页/共69页第三十八页，共69页。2.极坐标图极坐标图 polar函数用来函数用来(yn

32、li)绘制绘制极坐标图，其调用格式为：极坐标图，其调用格式为：polar(theta,rho,选项选项)其中其中theta为极坐标极角，为极坐标极角，rho为极坐标矢径，选项的内容与为极坐标矢径，选项的内容与plot函数相似。函数相似。第38页/共69页第三十九页，共69页。例例13 绘制绘制r=sin(t)cos(t)的极坐标图，并标记的极坐标图，并标记(bioj)数据点。数据点。程序如下：程序如下：t=0:pi/50:2*pi;r=sin(t).*cos(t);polar(t,r,-*);第39页/共69页第四十页，共69页。2.2 二维统计分析图二维统计分析图 在在MATLAB中，二维统

33、计分析图形很多，中，二维统计分析图形很多，常见的有条形图、阶梯图、杆图和填充图等，常见的有条形图、阶梯图、杆图和填充图等，所采用所采用(ciyng)的函数分别是：的函数分别是：bar(x,y,选项选项)stairs(x,y,选项选项)stem(x,y,选项选项)fill(x1,y1,选项选项1,x2,y2,选项选项2,)第40页/共69页第四十一页，共69页。例例14 分别以条形图、阶梯图、杆分别以条形图、阶梯图、杆图和填充图形式绘制曲线图和填充图形式绘制曲线(qxin)y=2sin(x)。程序如下：程序如下：x=0:pi/10:2*pi;y=2*sin(x);subplot(2,2,1);b

34、ar(x,y,g);title(bar(x,y,g);axis(0,7,-2,2);subplot(2,2,2);stairs(x,y,b);title(stairs(x,y,b);axis(0,7,-2,2);subplot(2,2,3);stem(x,y,k);title(stem(x,y,k);axis(0,7,-2,2);subplot(2,2,4);fill(x,y,y);title(fill(x,y,y);axis(0,7,-2,2);第41页/共69页第四十二页，共69页。MATLAB 提供的统计分析提供的统计分析绘图函数还有很多，例如，用来绘图函数还有很多，例如，用来表示各元素

35、表示各元素(yun s)占总和的百占总和的百分比的饼图、复数的相量图等等。分比的饼图、复数的相量图等等。例例15 绘制图形：绘制图形：(1)某企业全年各季度的产值某企业全年各季度的产值(单单位：万元位：万元)分别为：分别为：2347,1827,2043,3025，试用饼图作，试用饼图作统计分析。统计分析。(2)绘制复数的相量图：绘制复数的相量图：7+2.9i、2-3i和和-1.5-6i。第42页/共69页第四十三页，共69页。程序程序(chngx)如下：如下：subplot(1,2,1);pie(2347,1827,2043,3025);title(饼图饼图);legend(一季度一季度,二季

36、度二季度,三季三季度度,四季度四季度);subplot(1,2,2);compass(7+2.9i,2-3i,-1.5-6i);title(相量图相量图);第43页/共69页第四十四页，共69页。3 隐函数隐函数(hnsh)绘图绘图 MATLAB提供了一个提供了一个ezplot函数绘制隐函函数绘制隐函数图形，下面介绍其用法。数图形，下面介绍其用法。(1)对于函数对于函数f=f(x)，ezplot函数的调用格函数的调用格式式(g shi)为：为：ezplot(f)：在默认区间：在默认区间-2x2绘制绘制f=f(x)的图形。的图形。ezplot(f,a,b)：在区间：在区间axb绘制绘制f=f(x

37、)的图形。的图形。第44页/共69页第四十五页，共69页。(2)对于隐函数对于隐函数f=f(x,y)，ezplot函数的调用格式为：函数的调用格式为：ezplot(f)：在默认：在默认(mrn)区区间间-2x2和和-2 y2绘制绘制f(x,y)=0的图形。的图形。ezplot(f,xmin,xmax,ymin,ymax)：在区间：在区间xminxxmax和和yminyymax绘绘制制f(x,y)=0的图形。的图形。ezplot(f,a,b)：在区间：在区间axb和和ay b绘制绘制f(x,y)=0的图形。的图形。第45页/共69页第四十六页，共69页。(3)对于参数方程对于参数方程x=x(t)

38、和和y=y(t)，ezplot函数的调用格式为：函数的调用格式为：ezplot(x,y)：在默认区间：在默认区间0t2绘制绘制(huzh)x=x(t)和和y=y(t)的图形。的图形。ezplot(x,y,tmin,tmax)：在区：在区间间tmin t tmax绘制绘制(huzh)x=x(t)和和y=y(t)的图形。的图形。第46页/共69页第四十七页，共69页。例例16 隐函数绘图隐函数绘图(hu t)应用举应用举例。例。程序程序(chngx)如下：如下：subplot(2,2,1);ezplot(x2+y2-9);axis equalsubplot(2,2,2);ezplot(x3+y3-

39、5*x*y+1/5)subplot(2,2,3);ezplot(cos(tan(pi*x),0,1)subplot(2,2,4);ezplot(8*cos(t),4*sqrt(2)*sin(t),0,2*pi)第47页/共69页第四十八页，共69页。4 三维图形三维图形(txng)4.1 三维曲线三维曲线(qxin)plot3函数与函数与plot函数用法十分相似，其函数用法十分相似，其调用格式为：调用格式为：plot3(x1,y1,z1,选项选项1,x2,y2,z2,选项选项2,xn,yn,zn,选项选项n)其中每一组其中每一组 x,y,z 组成一组曲线的坐标参组成一组曲线的坐标参数，选项的定

40、义和数，选项的定义和plot函数相同。当函数相同。当x,y,z是同是同维向量时，则维向量时，则 x,y,z 对应元素构成一条三维曲对应元素构成一条三维曲线。当线。当 x,y,z 是同维矩阵时，则以是同维矩阵时，则以 x,y,z对应列对应列元素绘制元素绘制(huzh)三维曲线，曲线条数等于矩三维曲线，曲线条数等于矩阵列数。阵列数。第48页/共69页第四十九页，共69页。例例17 绘制绘制(huzh)三维曲线。三维曲线。程序程序(chngx)如下：如下：t=0:pi/100:20*pi;x=sin(t);y=cos(t);z=t.*sin(t).*cos(t);plot3(x,y,z);title

41、(Line in 3-D Space);xlabel(X);ylabel(Y);zlabel(Z);grid on;第49页/共69页第五十页，共69页。4.2 三维曲面三维曲面1.产生三维数据产生三维数据 在在MATLAB中，利用中，利用meshgrid函数函数产生平面区域内的网格坐标矩阵。其格产生平面区域内的网格坐标矩阵。其格式为：式为：x=a:d1:b;y=c:d2:d;X,Y=meshgrid(x,y);语句执行后，矩阵语句执行后，矩阵X的每一行都是的每一行都是向量向量x，行数等于，行数等于(dngy)向量向量y的元素的元素的个数，矩阵的个数，矩阵Y的每一列都是向量的每一列都是向量y，

42、列，列数等于数等于(dngy)向量向量x的元素的个数。的元素的个数。第50页/共69页第五十一页，共69页。2.绘制三维曲面的函数绘制三维曲面的函数 surf函数和函数和mesh函数的调用函数的调用格式为：格式为：mesh(x,y,z,c)surf(x,y,z,c)一般情况下，一般情况下，x,y,z是维数相是维数相同的矩阵。同的矩阵。x,y是网格坐标矩阵，是网格坐标矩阵，z是网格点上的高度矩阵，是网格点上的高度矩阵，c用于用于指定指定(zhdng)在不同高度下的颜在不同高度下的颜色范围。色范围。第51页/共69页第五十二页，共69页。例例18 绘制三维曲面图绘制三维曲面图z=sin(x+sin

43、(y)-x/10。程序如下程序如下(rxi)：x,y=meshgrid(0:0.25:4*pi);z=sin(x+sin(y)-x/10;mesh(x,y,z);axis(0 4*pi 0 4*pi-2.5 1);此外，还有带等高线的三维此外，还有带等高线的三维网格曲面函数网格曲面函数meshc和带底座的三和带底座的三维网格曲面函数维网格曲面函数meshz。其用法与。其用法与mesh类似，不同的是类似，不同的是meshc还在还在xy平面上绘制曲面在平面上绘制曲面在z轴方向的等轴方向的等高线，高线，meshz还在还在xy平面上绘制曲平面上绘制曲面的底座。面的底座。第52页/共69页第五十三页，共

44、69页。例例例例19 19 在在在在xyxy平面内选择平面内选择平面内选择平面内选择(xunz)(xunz)区域区域区域区域-8,8-8,8-8,8-8,8，绘，绘，绘，绘制制制制4 4种三维曲面图。种三维曲面图。种三维曲面图。种三维曲面图。程序程序(chngx)如下：如下：x,y=meshgrid(-8:0.5:8);z=sin(sqrt(x.2+y.2)./sqrt(x.2+y.2+eps);subplot(2,2,1);mesh(x,y,z);title(mesh(x,y,z)subplot(2,2,2);meshc(x,y,z);title(meshc(x,y,z)subplot(2,

45、2,3);meshz(x,y,z)title(meshz(x,y,z)subplot(2,2,4);surf(x,y,z);title(surf(x,y,z)第53页/共69页第五十四页，共69页。4.3 其他三维图形其他三维图形 在介绍二维图形时，曾提到条形图、在介绍二维图形时，曾提到条形图、杆图、饼图和填充图等特殊图形，它们杆图、饼图和填充图等特殊图形，它们还可以以三维形式出现，使用还可以以三维形式出现，使用(shyng)的函数分别是的函数分别是bar3、stem3、pie3 和和fill3。bar3函数绘制三维条形图，常用格函数绘制三维条形图，常用格式为：式为：bar3(y)bar3(x

46、,y)第54页/共69页第五十五页，共69页。stem3函数绘制离散序列数据函数绘制离散序列数据的三维杆图，常用的三维杆图，常用(chn yn)格格式为：式为：stem3(z)stem3(x,y,z)pie3函数绘制三维饼图，常函数绘制三维饼图，常用用(chn yn)格式为：格式为：pie3(x)fill3函数等效于三维函数函数等效于三维函数 fill，可在三维空间内绘制出填充过，可在三维空间内绘制出填充过的多边形，常用的多边形，常用(chn yn)格式格式为：为：fill3(x,y,z,c)第55页/共69页第五十六页，共69页。例例20 绘制三维图形：绘制三维图形：(1)绘制魔方阵的三维条

47、形图。绘制魔方阵的三维条形图。(2)以三维杆图形式绘制曲线以三维杆图形式绘制曲线y=2sin(x)。(3)已知已知x=2347,1827,2043,3025，绘制饼图。，绘制饼图。(4)用随机用随机(su j)的顶点坐标值的顶点坐标值画出五个黄色三角形。画出五个黄色三角形。第56页/共69页第五十七页，共69页。程序程序(chngx)如下：如下：subplot(2,2,1);bar3(magic(4)subplot(2,2,2);y=2*sin(0:pi/10:2*pi);stem3(y);subplot(2,2,3);pie3(2347,1827,2043,3025);subplot(2,2

48、,4);fill3(rand(3,5),rand(3,5),rand(3,5),y)第57页/共69页第五十八页，共69页。5 图形修饰图形修饰(xish)处理处理5.1 视点视点(sh din)处理处理 MATLAB提供了设置视点的函数提供了设置视点的函数view，其调用格式为：其调用格式为：view(az,el)其中其中az为方位角，为方位角，el为仰角为仰角(yngjio)，它，它们均以度为单位。系统缺省的视点定义为方位们均以度为单位。系统缺省的视点定义为方位角角-37.5,仰角仰角(yngjio)30。第58页/共69页第五十九页，共69页。例例21 从不同视点观察三维曲面图从不同视点

49、观察三维曲面图 z=sin(x+sin(y)-x/10 程序程序(chngx)如下：如下：x,y=meshgrid(0:0.25:4*pi);z=sin(x+sin(y)-x/10;mesh(x,y,z);axis(0 4*pi 0 4*pi-2.5 1);pause;view(20,30)第59页/共69页第六十页，共69页。5.2 色彩处理色彩处理1.颜色的向量表示颜色的向量表示(biosh)MATLAB 除用字符表示除用字符表示(biosh)颜色外，还可以用含有颜色外，还可以用含有3个元个元素的向量表示素的向量表示(biosh)颜色。向量元颜色。向量元素在素在0,1范围取值，范围取值，3

50、个元素分别表个元素分别表示示(biosh)红、绿、蓝红、绿、蓝3种颜色的相对种颜色的相对亮度，称为亮度，称为RGB三元组。三元组。第60页/共69页第六十一页，共69页。2.色图色图 色图色图(Color map)是是MATLAB系统引入的概念。在系统引入的概念。在 MATLAB中，中，每个图形窗口只能有一个色图。每个图形窗口只能有一个色图。色图是色图是m3 的数值矩阵，它的每的数值矩阵，它的每一行是一行是 RGB 三元组。色图矩阵可三元组。色图矩阵可以以(ky)人为地生成，也可以人为地生成，也可以(ky)调用调用 MATLAB提供的函数提供的函数来定义色图矩阵。来定义色图矩阵。第61页/共6