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