北京科技大学《matlab和数学实验》 第二次课课件

第四章 Matlab 绘图,Matlab绘图,二维曲线 空间曲线 空间曲面,一、Matlab 二维曲线绘图,1、基本绘图指令 命令形式1：plot（y） 功能：画一条或多条折线图。,将（i,y(i) 画出，x 取的是自然数,命令形式2：plot（x，y） 功能：画一条或多条折线图。,其中，x,y 可以是向量或矩阵。,说明：1、当x,y都是向量时，元素个数必须相等， plot(x,y) 按顺序连接各点(x(i),y(i)成一 条曲线或折线。,例：x=1 2 3; y=3 2 5; plot(x,y),说明：2、当x为n维向量,y为n * m矩阵时，plot(x,y) 按向量x分别与矩阵y的每一列匹配，画出m 条曲线或折线。,例 x= 3 4 7; y=4 5 6 5 4 7 9 5 1 4 2 5; plot (x,y),思考： 1、当x为n维向量，y为m x n 矩阵时， plot(x,y)怎么画？ 2、当x为n维向量，y为m x w 矩阵时， plot(x,y)怎么画？ 3、当x为n维向量，y为n x n 矩阵时， plot(x,y)怎么画？,例1 画出函数y = sin x2 在-5 x 5 的图形。,grid on作用是：在图形中标出网格线,解: Matlab 命令: x=-5:0.1:5; y=sin(x.2); plot(x,y),grid on,X=a:h:b; 步长h可以任意选取， 步长越小，曲线越光滑。,曲线y=sinx2,命令形式3 ：plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3) 功能：在同一图形窗口画出多条曲线 。,例2 ：在同一图形窗口画出三个函数y = cos 2x , y = x2 , y = x的图形,自变量范围为:-2 x 2 解 Matlab命令： x=-2:0.1:2; plot(x,cos(2*x),x,x.2,x,x) legend(cos(2x),x2,x),legend作用是：对图形进行图例标注,例2的绘图结果,2基本绘图控制参数 控制分隔线grid grid 在grid on与 grid off之间进行切换 grid on 在图中使用分隔线 grid off 在图中消隐分隔线,图形的重叠绘制hold hold 在hold on与 hold off之间进行切换 hold on 保留当前图形和它的轴,使此后图形叠放在当前图形上 hold off 返回Matlab的缺省状态。此后图形指令运作将抹掉 当前窗中的旧图形，然后画上新图形。,3线型、定点标记、颜色 二维绘图指令还提供一组控制曲线线型、标记类型、颜色的开关。该开关总跟在一元或二元对的后面，具体如下： plot(x,y, String) plot(x1,y1, String1,x2,y2, String2,) 其中，string是字符串，该字符串由表4-1、表4-2表4-3（见课本P44）中的字符组成。,例6 利用hold指令在同一坐标系中画出如下两条参数曲线，参数曲线方程为：,t满足,解 Matlab 命令为 t=0:pi/50:2*pi; plot(cos(t),sin(t),b*) ,grid on, hold on,plot(sin(t),sin(2*t),r.),4图形的标注 图名标注title title(String) 在图形的顶端加注文字作为图名 坐标轴标注xlabel,ylabel,zlabel(String) xlabel(String) 在当前图形的x轴旁边加入文字内容 ylabel(String) 在当前图形的y轴旁边加入文字内容 zlabel(String) 在当前图形的z轴旁边加入文字内容,图形标注gtext gtext(String) 在鼠标指定位置上标注 说明：使用gtext指令后，会在当前图形上出现一个十字叉，等待用户选定位置进行标注。移动鼠标到所需位置按下鼠标左键，Matlab就在选定位置标上文字。,图例标注legend legend(String1, String2, String3,) 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，用户可以用legend命令进行说明。,5.一个图形窗口多个子图的绘制 subplot指令它不仅适用于二维图形而且也适用于三维图形。其本质是将窗口分为几个区域，再在每个小曲域中画图形。 subplot(m,n,i) 把图形窗口分为mn个子图，并在第i个子图中画图。,例7 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,函数y = cos 2x为红色实线, 函数y = x 为蓝色点划线。并加注标题，坐标轴。 解： Matlab命令为 clf x=-2:.1:2; y1=cos(2*x);y2=x; subplot(1,2,1) plot(x,y1,r-,x,y2,b-.),grid on title(曲线y1=cos(2x)与y2=x) xlabel(x轴),ylabel(y轴) gtext(y1=cos(2x),gtext(y2=x) legend(y1=cos(2x),y2=x) subplot(1,2,2) plot (x,y1,x,y2),二Matlab空间曲线绘图,三维空间曲线命令plot3 plot3(x，y) plot3(x,y,z,String) plot3(x1,y1,z1,String1,x2,y2,z2, String2,) plot3与plot的用法相同,三Matlab空间曲面绘图,Meshgrid命令: meshgrid的调用形式是： 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)绘制三维图形时生成空间曲面的格点 X,Y,Z=meshgrid(x) 等价于X,Y,Z=meshgrid(x,x,x),例:x=1,2,3；y=1,2,3,4； X,Y=meshgrid(x,y) X = 1 2 3 Y =1 1 1 1 2 3 2 2 2 1 2 3 3 3 3 1 2 3 4 4 4 例:x=1,2,3 X,Y=meshgrid(x) X = 1 2 3 Y =1 1 1 1 2 3 2 2 2 1 2 3 3 3 3,三维网格图命令Mesh命令,Mesh命令介绍 利用函数meshgrid生成格点矩阵后，然后求出各格点对应的函数值，就可以利用三维网格命令mesh画出空间曲面。 函数mesh用来生成函数的网格曲面，即各网格线段组成的曲面。,例:x=1,2,3 y=1,2,3,4 X,Y=meshgrid(x,y) X = 1 2 3 Y =1 1 1 1 2 3 2 2 2 1 2 3 3 3 3 1 2 3 4 4 4 Z=ones(size(X);mesh(X,Y,Z),例： x=1:.1:3; y=1:.1:4; X,Y=meshgrid(x,y); Z=ones(size(X); mesh(X,Y,Z),例6 用平行截面法讨论由方程构成的马鞍面形状。p73 解：Matlab命令为,t=-10:0.1:10; x,y=meshgrid(t); z1=(x.2-2*y.2)+eps; subplot(1,3,1),mesh(x,y,z1),title(马鞍面) a=input(a=(-50<a<50), z2=a*ones(size(x); subplot(1,3,2),mesh(x,y,z2),title(平面) r0=abs(z1-z2)<=1; zz=r0.*z2;yy=r0.*y;xx=r0.*x; subplot(1,3,3),plot3(xx(r0=0),yy(r0=0),zz(r=0),x) title(交线),马鞍面与平面相交的形状,作业,P79 第6 8 9题 要求：程序及结果以Word的形式保存并上交。,