实验06高层绘图操作第5章Word文件下载.docx

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fill（x,y2,'

（3）y3=y1×

y2，程序和图形：

bar（x,y3）;

stairs（x,y3）;

stem（x,y3）;

fill（x,y3,'

3.绘制分段函数的曲线

已知

在-5≤x≤5区间绘制函数曲线。

（注意：

本曲线不连续！

）

fplot（'

（x+sqrt（pi））/exp

（2）'

[-5,0]）;

log（x+sqrt（1+x^2））/2'

[0,5]）;

axis（[-5,5,-0.5,1.5]）;

gridon;

4.绘制极坐标曲线

ρ=asin（b+nθ），并分析参数a、b、n对曲线形状的影响（每种情况输出4个不同的图形即可）。

4.1a变，b和n不变

程序（参考：

a=1,2,3,4，b=0,n=1）：

theta=0:

0.01:

2*pi;

a=[1,2,3,4];

b=0;

n=1;

fori=1:

4

subplot（2,2,i）;

rho=a（i）*sin（b+n*theta）;

polar（theta,rho）;

end

图形（在同一窗口中显示4个子图）：

4.2b变，a和n不变

b=0,π/2,π,3π/2，a=1,n=1）：

a=1;

b=[0,pi/2,pi,3*pi/2];

rho=a*sin（b（i）+n*theta）;

4.3n变，a和b不变

n=1,2,3,4，a=1,b=0）：

n=[1,2,3,4];

rho=a*sin（b+n（i）*theta）;

5.绘制函数的曲面图和等高线

其中x的21个值均匀分布在[-5，5]范围，y的31个值均匀分布在[0，10]，要求使用subplot（2,1,1）和subplot（2,1,2）将产生的曲面图和等高线图画在同一个窗口上。

x=linspace（-5,5,21）;

y=linspace（0,10,31）;

[X,Y]=meshgrid（x,y）;

Z=cos（X）.*cos（Y）.*exp（-sqrt（X.^2+Y.^2）/4）;

subplot（2,1,1）;

surf（X,Y,Z）;

subplot（2,1,2）;

contour3（X,Y,Z）;

6.绘制曲面图形，并进行插值着色处理

s=linspace（0,pi/2,20）;

t=linspace（0,3*pi/2,60）;

[s,t]=meshgrid（s,t）;

x=cos（s）.*cos（t）;

y=cos（s）.*sin（t）;

z=sin（s）;

colormap（autumn）;

surf（x,y,z）;

shadinginterp;

三、实验提示

四、教程：

第5章MATLAB绘图（1/2）

5.1二维绘图p83

5.1.1绘制二维曲线的基本函数

1.plot函数的基本用法

plot（x,y）

x和y为同长的向量，分别存储横和纵坐标数据。

例5.1在0≤x≤2区间内，绘曲线p83

y=2e-0.5xsin（2πx）

x=0:

pi/100:

y=2*exp（-0.5*x）.*sin（2*pi*x）;

plot（x,y）

例5.2绘制参数方程的曲线p84

t=-pi:

pi;

x=t.*cos（3*t）;

y=t.*sin（t）.^2;

plot的其他用法：

①x是向量，y是有一维与x同维的矩阵

绘出曲线条数等于y的另一维数，x是曲线共同的横坐标。

x=linspace（0,2*pi,100）;

%线性划分出100个点

y=[sin（x）;

cos（x）];

②x,y是同维矩阵

以x,y对应列元素为横、纵坐标分别绘曲线，条数是矩阵的列数。

t=linspace（0,2*pi,100）;

t=t'

;

x=[t,t];

y=[sin（t）,cos（t）];

③plot只含一个输入参数：

plot（x）

☞x是实向量。

以元素的下标为横坐标，元素值为纵坐标。

（x,y）=（下标，元素值）

☞x是复数向量。

以元素实部和虚部为横、纵坐标。

（x,y）=（实部，虚部）

☞x是复数矩阵。

按列分别以元素实部和虚部为横、纵坐标。

（x,y）=（实部，虚部）

☞x是实矩阵。

按列绘制每列元素值相对其下标的曲线。

（x,y）=（下标，元素值）

例输入为复数数据，绘制一个单位圆和三个同心圆p85

%一个单位圆，一个复数参数

t=0:

x=exp（i*t）;

%cos（t）+i*sin（t）

plot（x）;

axisequal;

%三个同心圆，一个复数矩阵参数

y=[x;

2*x;

3*x]'

plot（y）;

2.含多个输入参数的plot函数

plot（x1,y1,x2,y2,…,xn,yn）

①输入参数都为向量

xi和yi组成一组向量对，每对长度可不同。

每对绘出一条曲线。

plot（x,sin（x）,x,2*sin（x）,x,3*sin（x））

②输入参数有矩阵

配对的x,y按对应列元素为横、纵坐标分别绘曲线，曲线条数是矩阵的列数。

x=x'

y1=sin（x）;

y2=2*sin（x）;

y3=3*sin（x）;

X=[x,x,x];

Y=[y1,y2,y3];

plot（X,Y,x,cos（x））

3.含选项的plot函数

绘图选项用于确定所绘曲线的线型、颜色和数据点标记符号，它们可以组合使用。

例如，

“b-.”表示蓝色、点划线。

“y:

d”表示黄色、虚线、菱形符标记数据点。

选项省略时：

☞线型一律用实线。

☞数据点不标记。

☞颜色将根据曲线的先后顺序依次按表5.1给出的前7种颜色。

表5.1线型、颜色和标记符号选项

线型

颜色

标记符号

-实线

:

虚线

-.点划线

--双划线

b蓝色

G绿色

r红色

c青色

m品红色

y黄色

k黑色

w白色

.点

o圆圈

x叉号

+加号

*星号

s方块符

d菱形符

v朝下三角符号

^朝上三角符号

<

朝左三角符号

>

朝右三角符号

p五角星符

h六角星符

注：

在命令窗口用helpplot可查到

设置曲线样式

plot（x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…,xn,yn,选项n）

例5.3用不同线型和颜色在同一坐标内绘制曲线及其包络线

y=2e-0.5xsin（2πx）

x=（0:

2*pi）'

%可以不用转置操作

y1=2*exp（-0.5*x）*[1,-1];

%y1=[1;

-1]*2*exp（-0.5*x）;

y2=2*exp（-0.5*x）.*sin（2*pi*x）;

x3=（0:

12）/2;

y3=2*exp（-0.5*x3）.*sin（2*pi*x3）;

k:

x,y2,'

b--'

x3,y3,'

rp'

4.双纵坐标函数

plotyy（x1,y1,x2,y2）

☞x1,y1对应一条曲线，x2,y2对应另一条曲线。

☞横坐标的标度相同。

☞左纵坐标用于x1,y1数据对，右纵坐标用于x2,y2数据对。

例5.4用不同标度在同一坐标内绘制曲线p87

y1=e-0.5xsin（2πx）0≤x≤2π

y2=1.5e-0.1xsin（x）0≤x≤3π

x1=0:

y1=exp（-0.5*x1）.*sin（2*pi*x1）;

x2=0:

3*pi;

y2=1.5*exp（-0.1*x2）.*sin（x2）;

plotyy（x1,y1,x2,y2）;

5.1.2绘制图形的辅助操作p88

1．图形标注

有关图形标注函数的调用格式为：

title（图形名称）

xlabel（x轴说明）

ylabel（y轴说明）

zlabel（z轴说明）

text（x,y,图形说明）

legend（图例1,图例2,…）

说明文字使用的字符：

Ø

标准的ASCII字符

LaTeX格式的控制字符

用\bf、\it、\rm控制字符分别定义黑体、斜体和正体字符。

受LaTeX字符串控制部分要用{}括起来。

例图形标注文字

text（0.3,0.5,'

Theusefull{\bfMATLAB}'

text（0.3,0.3,'

sin（{\omega}t+{\beta}）'

表5.2常用的LaTeX字符p89

标识符

符号

\alpha

α

\upsilon

υ

\sim

~

\beta

β

\phi

φ

\leq

≤

\gamma

γ

\chi

χ

\infty

∞

\delta

δ

\psi

ψ

\clubsuit

♣

\epsilon

ɛ

\omega

ω

\diamondsuit

♦

\zeta

ζ

\Gamma

Γ

\heartsuit

♥

\eta

η

\Delta

Δ

\spadesuit

♠

\theta

θ

\Theta

Θ

\leftrightarrow

↔

\vartheta

ϑ

\Lambda

Λ

\leftarrow

←

\iota

ι

\Xi

Ξ

\uparrow

↑

\kappa

κ

\Pi

Π

\rightarrow

→

\lambda

λ

\Sigma

Σ

\downarrow

↓

\mu

µ

\Upsilon

ϒ

\circ

º

\nu

ν

\Phi

Φ

\pm

±

\xi

ξ

\Psi

Ψ

\geq

≥

\pi

π

\Omega

Ω

\propto

∝

\rho

ρ

\forall

∀

\partial

∂

\sigma

σ

\exists

∃

\bullet

•

\varsigma

ς

\ni

∍

\div

÷

\tau

τ

\cong

≅

\neq

≠

\equiv

≡

\approx

≈

\aleph

ℵ

\Im

ℑ

\Re

ℜ

\wp

℘

\otimes

⊗

\oplus

⊕

\oslash

∅

\cap

∩

\cup

∪

\supseteq

⊇

\supset

⊃

\subseteq

⊆

\subset

⊂

\int

∫

\in

∈

\o

ο

\rfloor

ë

\lceil

é

\nabla

∇

\lfloor

û

\cdot

·

\ldots

...

\perp

⊥

\neg

¬

\prime

´

\wedge

∧

\times

x

\0

∅

\rceil

ù

\surd

√

\mid

|

\vee

∨

\varpi

ϖ

\copyright

©

\langle

〈

\rangle

〉

\bf

黑体

\it

斜体

\rm

正体

^

上标

_

下标

上标和下标

上标引导符^

下标引导符_

例上标和下标

e^{axt}标注效果为eaxt

e^axt标注效果为eaxt

X_{12}标注效果为X12

2.坐标控制

调用格式：

axis（[xminxmaxyminymaxzminzmax]）

常用的格式：

axisequal：

纵、横坐标轴采用等长刻度。

axissquare：

产生正方形坐标系（缺省为矩形）。

axisauto：

使用缺省设置。

axisoff/on：

取消/显示坐标轴。

网格线和边框

gridon/off命令控制是否画网格线。

boxon/off命令控制是否加边框线。

无参数的命令在两种状态间切换。

例5.5绘制分段函数曲线并添图形标注p90

x=linspace（0,10,100）;

y=[];

forx0=x

ifx0>

=8

y=[y,1];

elseifx0>

=6

y=[y,5-x0/2];

=4

y=[y,2];

=0

y=[y,sqrt（x0）];

end

axis（[01002.5]）%设置坐标轴

title（'

分段函数曲线'

%加图形标题

xlabel（'

变量X'

%坐标轴说明

ylabel（'

变量Y'

text（2,1.3,'

y=x^{1/2}'

%在指定位置添加图形说明

text（4.5,1.9,'

y=2'

text（7.3,1.5,'

y=5-x/2'

text（8.5,0.9,'

y=1'

3.图形保持

holdon/off命令控制是保持原有图形还是刷新原有图形。

无参数的hold命令在两种状态间切换。

例5.6用图形保持功能在同一坐标内绘制曲线及其包络线p91

b:

axis（[0,2*pi,-2,2]）;

%设置坐标

%设置图形保持状态

k'

legend（'

包络线'

'

曲线y'

%加图例

%关闭图形保持

grid%网格线控制

4.图形窗口的分割

subplot（m,n,p）

将当前图形窗口分成m×

n个绘图区。

区号按行优先编号，且选定第p个区为当前活动区。

在每一个绘图区允许以不同的坐标系单独绘制图形（子图）。

例5.7在图形窗口中，以子图形式同时绘制多根曲线p92

绘制正弦、余弦、正切、余切曲线。

%2×

2分割

x=linspace（0,2*pi,60）;

%自变量

y=sin（x）;

%第1个函数

z=cos（x）;

%第2个函数

t=sin（x）./（cos（x）+eps）;

%第3个函数

ct=cos（x）./（sin（x）+eps）;

%第4个函数

%第1个子图

sin（x）'

axis（[0,2*pi,-1,1]）;

%第2个子图

plot（x,z）;

cos（x）'

%第3个子图

plot（x,t）;

tangent（x）'

axis（[0,2*pi,-40,40]）;

%第4个子图

plot（x,ct）;

cotangent（x）'

%灵活分割

%第1个子图

stairs（x,y）;

%阶梯图

sin（x）_1'

%第2个子图

stem（x,y）;

%杆图

sin（x）_2'

subplot（4,4,3）;

%第3个子图

subplot（4,4,4）;

%第4个子图

subplot（4,4,7）;

%第5个子图

subplot（4,4,8）;

%第6个子图

5.1.3绘制二维图形的其他函数p94

1.其他形式的线性直角坐标图

bar（x,y,选项）条形图

stairs（x,y,选项）阶梯图

stem（x,y,选项）杆图

fill（x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…）填充图

其中，fill

按向量元素序号顺序用线段连接x、y对应元素定义数据点；

折线不封闭时，把折线的首尾连接；

填入指定颜色。

例5.8分别以条形图、填充图、阶梯图和杆图形式绘制曲线p94

y=2e-0.5x

0.35:

7;

y=2*exp（-0.5*x）;

bar（x,y,'

%条形图

）'

axis（[0,7,0,2]）;

fill（x,y,'

r'

%填充图

stairs（x,y,'

b'

%阶梯图

stem（x,y,'

%杆图

2.极坐标图

polar（theta,rho,选项）

☞theta为极坐标极角。

☞rho为极坐标矢径。

☞选项的内容与plot函数相似。

例5.9绘制极坐标图p95

ρ=sin（2θ）cos（2θ）

rho=sin（2*theta）.*cos（2*theta）;

polar（theta,rho,'

3.对数坐标图形

绘制半对数坐标曲线的函数：

semilogx（x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…）

semilogy（x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…）

绘制对数坐标曲线的函数：

loglog（x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…）

例5.10绘制对数坐标图并与直角线性坐标图比较p95

y=10x