Matlab笔记二维绘图直角坐标007.docx

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Matlab笔记二维绘图直角坐标007

007.二维绘图（直角坐标）

前言：

Matlab具有强大的绘图功能，提供了一系列的绘图函数，用户不需要过多的考虑绘图的细节，只需要给出一些基本参数就能得到所需图形。

此外，Matlab还提供了直接对图形句柄进行操作的低层绘图操作。

这类操作将图形的每个图形元素（如坐标轴、曲线、文字说明等）看做一个独立的对象，系统给每个对象分配一个句柄，可以通过句柄对该图形元素进行操作，而不影响其他部分。

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二维绘图可以采用不同的坐标系，如直角坐标、极坐标、对数坐标等。

一．绘制二维曲线的基本函数

1.基本绘图函数——plot（）

用于绘制二维平面上的直角坐标图，要提供一组x坐标和对应的y坐标，可以绘制分别以x和y为横、纵坐标的二维曲线。

plot（x,y）——x,y为长度相同的向量，存储x坐标和y坐标

例1在

区间，绘制一般曲线

x=0:

pi/100:

2*pi;

y=2*exp（-0.5*x）.*sin（2*pi*x）;

plot（x,y）

运行结果：

注意：

指数函数和正弦函数之间要用点乘运算，因为二者是向量。

例2绘制参数方程曲线——星形线:

x=acos3t;y=asin3t

t=0:

0.01:

2*pi;

x=a.*（cos（t））.^3;

y=a.*（sin（t））.^3;

plot（x,y）;

运行结果：

例3绘制参数方程曲线——摆线：

x=a（t–sint）;y=a（1–cost）

t=0:

0.01:

2*pi;

x=a.*（t-sin（t））;

y=a.*（1-cos（t））;

plot（x,y）;

运行结果：

2．同一坐标图中画多条函数曲线

调用格式为：

plot（x1,y1,x2,y2,…,xn,yn）

例4同一坐标图中画出

，

，

三条曲线。

x=0:

pi/50:

2*pi;

plot（x,sin（x）,x,2*sin（x）,x,3*sin（x））

运行结果：

注：

利用plot函数可以直接将矩阵的数据绘制图形（矩阵的每一列数据作为一条曲线），例

例5绘制数据矩阵表示的图形

A=pascal（5）

plot（A）

运行结果：

A=11111

12345

1361015

14102035

15153570

3．图形选项设置线型、颜色和数据点标记符号等

线型：

-实线:

虚线-.点划线--双划线

颜色：

b蓝色g绿色r红色c青色m品红

y黄色k黑色w白色

标记符号：

.点o圆圈×叉号+加号*星号

s方块d菱形p五角星h六角星

∨朝下三角符号∧朝上三角符号

<朝左三角符号>朝右三角符号

例6用不同的线型和颜色在同一坐标图内绘制曲线

及其上下包络线：

【用黑色虚线画出两条包络线，用蓝色双划线画出曲线y，用红色五角星离散标出数据点】

x=（0:

pi/100:

2*pi）';

y1=2*exp（-0.5*x）*[1,-1];

y2=2*exp（-0.5*x）.*sin（2*pi*x）;

x1=（0:

12）/2;

y3=2*exp（-0.5*x1）.*sin（2*pi*x1）;

plot（x,y1,'k:

',x,y2,'b--',x1,y3,'rp'）;

运行结果：

4．绘制出具有不同纵坐标标刻度的两个图形——plotyy（）

两个函数绘制在同一个坐标中（横坐标的标度相同，纵坐标有两个——不同量纲不同数量级），有利于图形数据的对比分析。

plotyy（x1,y1,x2,y2）

例7绘制两个纵坐标图形

x1=0:

pi/100:

2*pi;

x2=0:

pi/100:

3*pi;

y1=exp（-0.5*x1）.*sin（2*pi*x1）;

y2=1.5*exp（-0.1*x2）.*sin（x2）;

plotyy（x1,y1,x2,y2）;

运行结果：

二．绘制图形的辅助操作

1．图形标注

在绘制图形时，可以对图形加上一些说明，如图形的名称、坐标轴说明以及图形某一部分的含义等，这些操作称为添加图形标注。

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’）

text（x,y,’图形说明’）%在坐标点（x,y）的位置添加“图形说明”

legend（’图例1’,’图例2’,…）

注：

（1）legend函数用于对绘制曲线所用线型、颜色或数据点标记作图例说明（放置在空白处），用户还可以通过鼠标移动图例，将其放到所希望的位置。

（2）除legend函数外，其他函数同样适用于三维图形，在三维中z坐标轴说明用zlabel函数。

（3）上述函数中的说明文字，除了使用标准的ASCII字符外，还可以使用LaTex格式的控制字符，这样就可以在图形上添加希腊字符，数学符号和公式等内容，受LaTex字符串控制部分要加大括号{}括起来。

2．坐标控制

在绘制图形时，Matlab可以自动根据要绘制曲线数据的范围选择合适的坐标刻度，使得曲线能够尽可能清晰的显示出来。

但是，如果用户对坐标不满意，可以利用axis函数对其重新设定：

axis（[xminxmaxyminymax]）

注：

绘制出三维图形，需要再加两个参数zmin，zmax

axis函数其他用法：

axisequal：

纵横坐标轴采用等长刻度

axissquare：

产生正方形坐标系（默认为矩形）

axisauto：

使用默认设置

axisoff：

取消坐标轴

axison：

显示坐标轴

此外，给坐标加网格线可以用grid命令来控制，gridon/off命令控制画还是不画网格线，不带参数的grid命令在两种之间进行切换。

给坐标加边框用box命令控制（用法同grid）

例8绘制分段函数，并做适当图形标注

x=0:

0.1:

10;

y=[];

forx0=x

ifx0>=8

y=[y,1];%y=1

elseifx0>=6

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

elseifx0>=4

y=[y,2];%y=2

elseifx0>=0

y=[y,sqrt（x0）];%y=sqrt（x）

end

end

plot（x,y）

axis（[01002.5]）

title（'分段函数曲线'）;

xlabel（'Variablex'）;

ylabel（'Variabley'）;

text（2,1.3,'y=x^{1/2}'）;

text（4.5,1.9,'y=2'）;

text（7.3,1.5,'y=5-x/2'）;

text（8.5,0.9,'y=1'）;

运行结果：

3．图形保持（常用于同一坐标图下同时绘制多条函数曲线）

Matlab默认每执行一次绘图命令，就刷新一次当前图形窗口，图形窗口原有图形将不复存在，如果希望在已经存在的图形上再继续添加新的图形，可以使用图形保持命令hold.holdon/off命令是保持原有图形还是刷新原有图形，不带参数的hold命令在两者之间进行切换。

4．图形窗口分割（子图）——subplot（）

Matlab提供了subplot函数用来将当前窗口分割成若干个绘图区，每个区域代表一个独立的子图（使用独立的坐标系），可以通过subplot函数激活某一区为活动区，其绘图命令都是作用于该活动区域。

调用格式：

subplot（m,n,p）

该函数把当前窗口分成m×n个绘图区（m行，n列），按行优先编号。

其中第p个区为当前活动区。

每一个绘图区允许以不同的坐标系单独绘制图形。

例9绘制2×2子图

x=0:

pi/30:

2*pi;

y=sin（x）;

z=cos（x）;

t=sin（x）./（cos（x）+eps）;

ct=cos（x）./（sin（x）+eps）;

subplot（2,2,1）;

plot（x,y）

title（'sin（x）'）;

axis（[0,2*pi,-1,1]）;

subplot（2,2,2）;

plot（x,z）

title（'cos（x）'）;

axis（[02*pi-11]）;

subplot（2,2,3）;

plot（x,t）

title（'tg（x）'）;

axis（[02*pi-4040]）;

subplot（2,2,4）;

plot（x,ct）

title（'ctg（x）'）;

axis（[02*pi-4040]）;

运行结果：