南华大学《MATLAB及应用》实验报告4.docx
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南华大学《MATLAB及应用》实验报告4
实验报告
实验项目名称MATLAB绘图
所属课程名称MATLAB及应用
实验类型上机实验
实验日期2015年12月日
指导教师谢芹
班级
学号
姓名
成绩
一、实验名称
MATLAB绘图
二、实验目的
(1)掌握绘制二维图形的常用函数。
(2)掌握绘制三维图形的常用函数。
(3)掌握绘制图形的辅助操作
三、实验原理
1.绘制二维图形的常用函数
plot函数绘制二维曲线,常用格式有:
plot(x):
缺省自变量的绘图格式,x可为向量或矩阵。
plot(x,y):
基本格式,x和y可为向量或矩阵。
plot(x1,y1,x2,y2,…):
多条曲线绘图格式,在同一坐标系中绘制多个图形。
plot(x,y,‘s’):
开关格式,开关量字符串s设定了图形曲线的颜色、线型及标示符号。
2.绘制三维图形的常用函数
(1)三维曲线图——plot3函数
plot3(x1,y1,z1,'s1',x2,y2,z2,'s2'…)
(2)三维网格图——mesh函数为数据点绘制网格线:
mesh(z)——z为n×m的矩阵,x与y坐标为元素的下标位置
mesh(x,y,z)——x,y,z分别为三维空间的坐标位置
(3)三维曲面图——由surf函数完成的,用法和mesh类似。
3.绘制图形的辅助操作
title——给图形加标题
xlable——给x轴加标注
ylable——给y轴加标注
text——在图形指定的任意位置加标注
gtext——利用鼠标将标注加到图形任意位置
gridon——打开坐标网格线
gridoff——关闭坐标网格线
legend——添加图例
axis——控制坐标轴刻度
4.特殊坐标系
极坐标图形——polar(theta,rho(i,:
))
四、实验内容
1、绘制
和它的导数在[0,4
]的曲线,并用适当的字体、大小标注其x轴、y轴及其函数。
2、采用两种不同方法绘制
在
的三维(透视)网格曲面。
(提示:
ezmesh;mesh;hidden)
3、绘制下列极坐标图形
r=3(1-cos)
r=2(1+cos)
r=2(1+sin)
r=cos3
r=exp(4)
4、在同一坐标内,分别用不同线型和颜色绘制曲线
和
,标记两曲线交叉点。
五、实验过程及结果(含源代码)
1、先作出y的图像,程序如下:
t=0:
0.01:
4*pi;
y=(sqrt(3)./2).*exp(-2.*t).*sin(2.*sqrt(3).*t+pi./6);
plot(t,y,'-b')
xlabel('\bfx(0-4*pi)','FontWeight','bold')
ylabel('\bfy=(sqrt(3)/2)*exp(-2*t)*sin(2*sqrt(3)*t+pi/6)','FontWeight','bold')
title('函数图像','FontSize',8,'FontWeight','bold','FontName','楷书')
运行结果:
然后求出y的导数,程序如下:
symst;
y=(sqrt(3)/2)*exp(-2*t)*sin(2*sqrt(3)*t+pi/6)
h=diff(y,t)
运行结果:
y=
(3^(1/2)*exp(-2*t)*sin(pi/6+2*3^(1/2)*t))/2
h=
3*exp(-2*t)*cos(pi/6+2*3^(1/2)*t)-3^(1/2)*exp(-2*t)*sin(pi/6+2*3^(1/2)*t)
再有作出h的图像程序如下:
t=0:
0.01:
4*pi;
h=3.*exp(-2.*t).*cos(pi/6+2.*3^(1/2).*t)-3^(1/2).*exp(-2.*t).*sin(pi/6+2.*3^(1/2).*t)
plot(t,h)
xlabel('\bfx(0-4*pi)','FontWeight','bold')
ylabel('\bfy=3.*exp(-2.*t).*cos(pi/6+2.*3^(1/2).*t)-3^(1/2).*exp(-2.*t).*sin(pi/6+2.*3^(1/2).*t)','FontWeight','bold')
title('函数图像','FontSize',8,'FontWeight','bold','FontName','楷书')
运行结果:
2、
(1)
x=-3:
0.1:
3;
y=-3:
0.1:
3;
z=4.*x.*exp(-(x.*x+y.*y))
plot3(x,y,z)
(2)
[x,y]=meshgrid(-3:
0.1:
3,-3:
0.1:
3)
z=4.*x.*exp(-(x.*x+y.*y))
plot3(x,y,z)
(3)
[x,y]=meshgrid(-3:
0.1:
3,-3:
0.1:
3)
z=4.*x.*exp(-(x.*x+y.*y))
meshc(z)
(4)
[x,y]=meshgrid(-3:
0.1:
3,-3:
0.1:
3)
z=4.*x.*exp(-(x.*x+y.*y))
meshz(z)
(5)
[x,y]=meshgrid(-3:
0.1:
3,-3:
0.1:
3)
z=4.*x.*exp(-(x.*x+y.*y))
surf(z)
(6)
[x,y]=meshgrid(-3:
0.1:
3,-3:
0.1:
3)
z=4.*x.*exp(-(x.*x+y.*y))
surfc(z)
(7)
x=-3:
0.01:
3;
y=x;
[X,Y]=meshgrid(x,y);
z=4*X.*exp(-X.^2-Y.^2);
mesh(X,Y,z)
hiddenoff
(8)
x=-3:
0.01:
3;
y=x;
ezmesh('4*x.*exp(-x.^2-y.^2)')
hiddenoff
3、
(1)
t=0:
0.01:
2*pi;
r=3*(1-cos(t))
polar(t,r,'r')
(2)
t=0:
0.01:
2*pi;
r=2*(1+cos(t))
polar(t,r,'r')
(3)
t=0:
0.01:
2*pi;
r=2*(1+sin(t))
polar(t,r,'r')
(4)
t=0:
0.01:
2*pi;
r=cos(3*t)
polar(t,r,'r')
(5)
t=0:
0.01:
2*pi;
r=exp(4*pi*t)
polar(t,r,'r')
4、
程序如下:
y1=@(x)(0.2).*exp((-0.5).*x).*cos((4*pi).*x);
y2=@(x)2*exp(-0.5*x)*cos(pi*x);
holdon
fplot(@(x)y1(x),[05],'b','-')
fplot(@(x)y2(x),[05],'r','--')
X=[];
forx0=[0.471.512.493.534.45]
X(end+1)=fsolve(@(x)y1(x)-y2(x),x0);
end
Y=y1(X);
plot(X,Y,'.','Markersize',30);
fori=1:
length(X)
text(X(i),Y(i),['(',num2str(X(i)),',',num2str(Y(i)),')'])
end
输出图像:
六、实验总结