数学建模MALTAB绘.ppt
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1、第三节第三节 绘图功能绘图功能 作为一个功能强大的工具软件,Matlab具有很强的图形处理功能,提供了大量的二维、三维图形函数。由于系统采用面向对象的技术和丰富的矩阵运算,所以在图形处理方面即常方便又高效。实验目录实验目录一、二维图形一、二维图形三、三、图形处理图形处理二、二、三维图形三维图形一、一、二维图形二维图形Note:Note:(1)(1)作作函函数数关关系系y(x)y(x)的的直直角角坐坐标标图图,cs,cs表表示示颜颜色色和和线线形形。若省略,系统默认是实线若省略,系统默认是实线;(2)(2)plotplot命令自动打开一个图形窗口命令自动打开一个图形窗口(Figure);(Fig
2、ure);(3)(3)用用直线直线连接相邻两数据点来绘制图形连接相邻两数据点来绘制图形(4)(4)根根据据图图形形坐坐标标大大小小自自动动缩缩扩扩坐坐标标轴轴,将将数数据据标标尺尺及及单单位位标标注注自自动动加加到到两两个个坐坐标标轴轴上上,可可自自定定坐坐标标轴轴,可可把把x,y x,y 轴用对数坐标表示轴用对数坐标表示.1 1、单窗口曲线绘图单窗口曲线绘图plot(x,y,cs)一、一、二维图形(二维图形(plot)(一)直角坐标系下图形(离散数据作图)(一)直角坐标系下图形(离散数据作图)【例】【例】在区间在区间0X20X2 内,绘制正弦曲线内,绘制正弦曲线Y=SINY=SIN(X X)
3、;);x=0:pi/100:2*pi;y=sin(x);plot(x,y)(5)(5)如果已经存在一个图形窗口,如果已经存在一个图形窗口,plotplot命令则清除当前图命令则清除当前图形,绘制新图形形,绘制新图形;(6)(6)可单窗口单曲线绘图;可单窗口多曲线绘图;可单窗口单曲线绘图;可单窗口多曲线绘图;(7)(7)可任意设定曲线颜色和线型可任意设定曲线颜色和线型;(8)(8)可给图形加坐标网线和图形加注功能可给图形加坐标网线和图形加注功能.note:note:函函数数plot(x,y1,x,y2plot(x,y1,x,y2,x,y3x,y3,),其其功功能能是是以以公公共共向向量量x x为
4、为X X轴轴,分分别别以以y1y1,y2y2,y3y3,为为Y Y轴轴,在在同同一幅图内绘制出多条曲线。一幅图内绘制出多条曲线。【例】同时绘制正、余弦两条【例】同时绘制正、余弦两条曲线曲线Y1=SINY1=SIN(X X)和)和Y2=COSY2=COS(X X););x=0:pi/100:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);plot(x,y1,x,y2)一、一、二维图形(二维图形(plot)【例例】用用不不同同线线型型和和颜颜色色重重新新绘绘制制Y1=SINY1=SIN(X X)和和Y2=COSY2=COS(X X););x=0:pi/100:2*pi;x=0:pi/100:2*
5、pi;y1=sin(x);y1=sin(x);y2=cos(x);y2=cos(x);plot(x,y1,go,x,y2,b-.)plot(x,y1,go,x,y2,b-.)note:note:其中参数其中参数gogo和和b-.b-.表示图形的颜色和线型。表示图形的颜色和线型。g g表表示绿色,示绿色,o o表示图形线型为圆圈;表示图形线型为圆圈;b b表示蓝色,表示蓝色,-.-.表示图形表示图形线型为点划线。线型为点划线。一、一、二维图形(二维图形(plot)字母字母 颜色颜色 标点标点 线型线型 y y 黄色黄色 点线点线 m m 粉红粉红 圈线圈线 c c 亮蓝亮蓝 线线 r r 大红大
6、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 点划线点划线常用的线型与颜色常用的线型与颜色 note:该命令将当前图形窗口分成mn个绘图区,即每行n个,共m行,区号按行优先编号,且选定第p个区为当前活动区。2 2、单窗口多曲线分图绘图、单窗口多曲线分图绘图直角坐标系下直角坐标系下一、一、二维图形二维图形(subplot)subplotsubplot(m,n,pm,n,p)(1 1)vfunction hhfsinvsubplot(2,1,1)vezplot(sin(x),0,2*pi)vxlabel(x轴)vylabe
7、l(y轴)vtitle(正弦函数)vaxis(0 2*pi,-1 1)vgrid on x=linspace(0,2*pi,60);%产生一个0,2pi长度为60的向量 y=sin(x);z=cos(x);t=sin(x)./(cos(x)+eps);%eps为系统内部常数,避免分母为零 ct=cos(x)./(sin(x)+eps);subplot(2,2,1)%分成22区域且指定1号为活动区 plot(x,y)title(sin(x)axis(0 2*pi,-1 1);%只显示0,2pi,-1,1的图形一、一、二维图形二维图形【例】【例】在一个图形窗口中同时绘制正弦、余弦、正切、在一个图形
8、窗口中同时绘制正弦、余弦、正切、余切余切 曲线曲线;一、一、二维图形二维图形(subplot)subplot(2,2,2);%指定2号为活动区plot(x,z);title(cos(x);axis(0 2*pi-1 1);subplot(2,2,3);%指定3号为活动区plot(x,t);title(tangent(x);axis(0 2*pi-40 40);subplot(2,2,4);%指定4号为活动区plot(x,ct);title(cotangent(x);axis(0 2*pi-40 40);一、一、二维图形二维图形一、一、二维图形二维图形(subplot)3 3、符号函数、符号函数
9、画图画图(显函数、隐函数和参数方程显函数、隐函数和参数方程)(1 1)字符串显函数、隐字符串显函数、隐函数、参数方程图形函数、参数方程图形ezplot(f(x),a,b)ezplot(f(x),a,b)Note:表示在axb绘制显函数f=f(x)的函数图.【例】【例】在在0,上画上画y=cos x 的图形的图形.ezplot(sin(x),0,pi)ezplot(sin(x),0,pi)ezplot(f(x,y),xmin,xmax,ymin,ymax)ezplot(f(x,y),xmin,xmax,ymin,ymax)note:表示在区间xminxxmax和 yminyymax绘制隐函数f(
10、x,y)=0的函数图.【例】【例】在在-2,0.5,0,2-2,0.5,0,2上画隐函数上画隐函数 的图的图.ezplot(exp(x)+sin(x*y),-2,0.5,0,2)ezplot(exp(x)+sin(x*y),-2,0.5,0,2)Note:表示在区间tminttmax绘制参数方程 x=x(t),y=y(t)的函数图.ezplot(x(t),y(t),tmin,tmax)ezplot(x(t),y(t),tmin,tmax),【例】【例】在在0,2 0,2 上画上画 的星形图的星形图.ezplot(cos(t)3,sin(t)3,0,2*pi)ezplot(cos(t)3,sin
11、(t)3,0,2*pi)一、一、二维图形二维图形(2 2)字符串显字符串显函数图形函数图形fplot(funfplot(fun,limslims,tol)tol)Note:Note:(1 1)fun fun为为函数名函数名,以字符串形式出现。,以字符串形式出现。limslims为为变量取变量取值范围值范围,toltol为为相对允许误差相对允许误差,其系统默认值为,其系统默认值为2e-32e-3。(2 2)funfun必须是必须是M M文件文件的函数名或是独立变量为的函数名或是独立变量为x x的字符的字符串串.(3 3)fplot fplot函数不能画参数方程和隐函数图形,但在一函数不能画参数方
12、程和隐函数图形,但在一个图上可以画多个图形个图上可以画多个图形.【例】【例】在在-2,2-2,2范围内绘制函数范围内绘制函数tanhtanh的图形的图形.fplot(tanh(x),sin(x),cos(x),2*pi*-1 1-1 1)fplot(tanh(x),sin(x),cos(x),2*pi*-1 1-1 1)fplot(tanh,-2,2)fplot(tanh,-2,2)【例】【例】在在-1-1,22上画上画 的图形;的图形;.1.1.先建先建M M文件文件myfun1.mmyfun1.m:function Y=myfun1(x)function Y=myfun1(x)Y=exp(
13、2*x)+sin(3*x.2)Y=exp(2*x)+sin(3*x.2)2.2.再输入命令:再输入命令:fplot(myfun1,-1,2)fplot(myfun1,-1,2)(二)其它坐标系下图形(二)其它坐标系下图形theta=0:0.01:2*pi;theta=0:0.01:2*pi;rho=sin(2*theta).*cos(2*theta);rho=sin(2*theta).*cos(2*theta);polar(theta,rho);polar(theta,rho);%绘制极坐标图命令绘制极坐标图命令title(polar plot);title(polar plot);1 1、极
14、坐标图、极坐标图Note:绘制极坐标图,theta为极坐标角度,rho为极坐标半径;polar(theta,rho)polar(theta,rho)【例【例8 8】绘制绘制sin(2*)*cos(2*)sin(2*)*cos(2*)的极坐标图;的极坐标图;【例】【例】绘制绘制y=|1000sin(4x)|+1y=|1000sin(4x)|+1的双对数坐标图;的双对数坐标图;2 2、对数坐标图形对数坐标图形loglog(x,y)双对数坐标双对数坐标x=0:0.1:2*pi;x=0:0.1:2*pi;y=abs(1000*sin(4*x)+1;y=abs(1000*sin(4*x)+1;loglo
15、g(x,y)loglog(x,y)%双对数坐标绘图命令双对数坐标绘图命令【例】以【例】以X X轴为对数重新绘制上述曲线;轴为对数重新绘制上述曲线;x=0:0.01:2*pix=0:0.01:2*piy=abs(1000*sin(4*x)+1y=abs(1000*sin(4*x)+1semilogx(x,y)semilogx(x,y)%单对数单对数X X轴绘图轴绘图【例】以【例】以Y Y轴为对数重新绘制上述曲线;轴为对数重新绘制上述曲线;x=0:0.01:2*pix=0:0.01:2*piy=abs(1000*sin(4*x)+1y=abs(1000*sin(4*x)+1semilogy(x,y
16、)semilogy(x,y)%单对数单对数Y Y轴绘图轴绘图4.2特殊坐标图形特殊坐标图形semilogx(x,y)semilogx(x,y)单对数单对数X X轴绘图命令轴绘图命令semilogy(x,y)semilogy(x,y)单对数单对数Y Y轴绘图命令轴绘图命令(三)其它图形函数(三)其它图形函数 除plot等基本绘图命令外,Matlab系统提供了许多其它特殊绘图函数,这里举一些代表性例子,更详细的信息用户可随时查阅在线帮助,其对应的M-file文件存放在系统matlabtoolboxmatlab目录下。4.3 其它图形函数其它图形函数 如:如:x=-2.5:0.25:2.5;x=-2
17、.5:0.25:2.5;y=exp(-x.*x);y=exp(-x.*x);stairs(x,y);stairs(x,y);%绘制阶梯图形命令绘制阶梯图形命令 title(stairs plot);title(stairs plot);4.3 其它图形函数其它图形函数1 1、阶梯图形、阶梯图形-分布函数图形分布函数图形stairs(x,y)stairs(x,y)如:如:x=-2.5:0.25:2.5;x=-2.5:0.25:2.5;y=exp(-x.*x);y=exp(-x.*x);bar(x,y);bar(x,y);%绘制条形图命令绘制条形图命令4.3 其它图形函数其它图形函数2 2、条形图
18、形、条形图形 频率直方图频率直方图bar(x,y)bar(x,y)如:绘制一正方形并以黄色填充:如:绘制一正方形并以黄色填充:x=0 1 2 4 0;x=0 1 2 4 0;%正方形顶点坐标向量正方形顶点坐标向量 y=0 0 1 1 0;y=0 0 1 1 0;fill(x,y,b)fill(x,y,b)%绘制并以蓝色填充正方形图绘制并以蓝色填充正方形图4.3 其它图形函数其它图形函数3 3、填充图形、填充图形fill(x,y,c)fill(x,y,c)绘制并填充二维多边图形绘制并填充二维多边图形 Note:x和y为二维多边形顶点坐标向量。字符 c 规定填充颜色,其取值前已叙述。NoteNot
19、e:MatlabMatlab系统可用向量表示颜色,通常称其系统可用向量表示颜色,通常称其为颜色向量。基本颜色向量用为颜色向量。基本颜色向量用r g br g b表示,即表示,即RGBRGB颜颜色组合;以色组合;以RGBRGB为基本色,通过为基本色,通过 r,g,b r,g,b在在0101范围内范围内的不同取值可以组合出各种颜色。的不同取值可以组合出各种颜色。4.3 其它图形函数其它图形函数再如:再如:x=0:0.025:2*pi;x=0:0.025:2*pi;y=sin(3*x);y=sin(3*x);fill(x,y,0.5 0.3 0.4)fill(x,y,0.5 0.3 0.4)%颜色向
20、量颜色向量4 4、其它特殊二维绘图函数、其它特殊二维绘图函数 barbar 绘制直方图绘制直方图 histhist 绘制统计绘制统计直方图直方图 stairsstairs 绘制阶梯图绘制阶梯图 stemstem 绘制火柴杆图绘制火柴杆图 roserose 绘制统计扇形图绘制统计扇形图 cometcomet 绘制彗星曲线绘制彗星曲线 errorbarerrorbar 绘制误差棒图绘制误差棒图 compasscompass 复数向量图复数向量图(罗盘图罗盘图)featherfeather 复数向量投影图复数向量投影图(羽毛图羽毛图)quiverquiver 向量场图向量场图 areaarea 区域
21、图区域图 piepie 饼图饼图 convhullconvhull 凸壳图凸壳图 scatterscatter 离散点图离散点图二维绘图函数小结二维绘图函数小结plot plot 二维图形基本函数二维图形基本函数fplot fplot f(x)f(x)函数曲线绘制函数曲线绘制fill fill 填充二维多边图形填充二维多边图形polarpolar 极坐标图极坐标图barbar 条形图条形图loglogloglog 双对数坐标图双对数坐标图semilogxsemilogx X X轴为对数的坐标图轴为对数的坐标图semilogysemilogy Y Y轴为对数的坐标图轴为对数的坐标图stairss
22、tairs 阶梯形图阶梯形图axis axis 设置坐标轴设置坐标轴4.3 其它图形函数其它图形函数clf clf 清除图形窗口内容清除图形窗口内容closeclose 关闭图形窗口关闭图形窗口figurefigure 创建图形窗口创建图形窗口gridgrid 放置坐标网格线放置坐标网格线gtext gtext 用鼠标放置文本用鼠标放置文本holdhold 保持当前图形窗口内容保持当前图形窗口内容subplotsubplot 创建子图创建子图text text 放置文本放置文本titletitle 放置图形标题放置图形标题xlabelxlabel 放置放置X X轴坐标标记轴坐标标记ylabel
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