实验1函数的图形.ppt

实验1 曲线绘图 实验目的 学习Matlab绘图命令 进一步理解函数概念 Matlab作图是通过描点 连线来实现的 故在画一个曲线图形之前 必须先取得该图形上的一系列的点的坐标 即横坐标和纵坐标 然后将该点集的坐标传给Matlab函数画图 命令为 PLOT X Y S PLOT X Y 画实线PLOT X Y1 S1 X Y2 S2 X Yn Sn 将多条线画在一起 X Y是向量 分别表示点集的横坐标和纵坐标 线型 1 曲线图 例1在 0 2 pi 用红线画sin x 用绿圈画cos x x linspace 0 2 pi 30 y sin x z cos x plot x y r x z go 解 表1基本线型和颜色 2 符号函数 显函数 隐函数和参数方程 画图 1 ezplot ezplot x t y t tmin tmax 表示在区间tmin t tmax绘制参数方程x x t y y t 的函数图 ezplot f x a b 表示在a x b绘制显函数f f x 的函数图 ezplot f x y xmin xmax ymin ymax 表示在区间xmin x xmax和ymin y ymax绘制隐函数f x y 0的函数图 例2在 0 pi 上画y cos x 的图形 解输入命令ezplot cos x 0 pi 解输入命令ezplot cos t 3 sin t 3 0 2 pi 解输入命令ezplot exp x sin x y 2 0 5 0 2 2 fplot 注意 1 fun必须是M文件的函数名或是独立变量为x的字符串 2 fplot函数不能画参数方程和隐函数图形 但在一个图上可以画多个图形 fplot fun lims 表示绘制字符串fun指定的函数在lims xmin xmax 的图形 解先建M文件myfun1 m functionY myfun1 x Y exp 2 x sin 3 x 2 再输入命令 fplot myfun1 1 2 例6在 2 2 范围内绘制函数tanh的图形解fplot tanh 2 2 例5在 1 2 上画图形 函数为 解输入命令 fplot tanh x sin x cos x 66 66 例7x y的取值范围都在 6 6 画函数tanh x sin x cos x 的图形 1 在图形上加格栅 图例和标注 1 GRIDON 加格栅在当前图上GRIDOFF 删除格栅 处理图形 2 xlabel string 在当前图形的x轴上加标记stringylabel string 在当前图形的y轴上加标记stringzlabel string 在当前图形的z轴上加标记stringtitle string 在当前图形的顶端上加标记string 解x linspace 0 2 pi 30 y sin x plot x y xlabel 自变量X ylabel 函数Y title 示意图 gridon 例8在区间 0 2 pi 画sin x 的图形 并加注标记 自变量X 函数Y 示意图 并加格栅 命令gtext string 用鼠标放置标注在现有的图上 运行命令gtext string 时 屏幕上出现当前图形 在图形上出现一个交叉的十字 该十字随鼠标的移动移动 当按下鼠标左键时 该标注string放在当前十交叉的位置 3 gtext string 例9在区间 0 2 pi 画sin x 和cos x 并分别标注 sin x cos x 解x linspace 0 2 pi 30 y sin x z cos x plot x y x z gtext sin x gtext cos x 2 定制坐标 Axis xminxmaxyminymaxzminzmax 定制图形坐标 将坐标轴返回到自动缺省值 Axisauto 表3axis命令 解x linspace 0 0001 0 01 1000 y sin 1 x plot x y axis 0 0050 01 11 例10在区间 0 005 0 01 显示sin 1 x 的图形 3 图形保持 1 holdon 保持当前图形 以便继续画图到当前图上 释放当前图形窗口 holdoff 解z cos x y sin x plot x z holdonplot x y 例11将y sin x y cos x 分别用点和线画出在同一屏幕上 2 figure h 新建h窗口 激活图形使其可见 并把它置于其它图形之上 例12区间 0 2 pi 新建两个窗口分别画出y sin x z cos x 解x linspace 0 2 pi 100 y sin x z cos x plot x y title sin x figure 2 plot x z title cos x 4 分割窗口 subplot mrows ncols thisplot 划分整个作图区域为mrows ncols块 逐行对块访问 并激活第thisplot块 其后的作图语句将图形画在该块上 命令Subplot 1 1 1 返回非分割状态 subplot 1 1 1 解x linspace 0 2 pi 100 y sin x z cos x a sin x cos x b sin x cos x eps subplot 2 2 1 plot x y title sin x subplot 2 2 2 plot x z title cos x subplot 2 2 3 plot x a title sin x cos x subplot 2 2 4 plot x b title sin x cos x 例13将屏幕分割为四块 并分别画出y sin x z cos x a sin x cos x b sin x cos x 5 缩放图形 zoomon 单击鼠标左键 则在当前图形窗口中 以鼠标点中的点为中心的图形放大2倍 单击鼠标右键 则缩小2倍 解x linspace 0 2 pi 30 y sin x plot x y zoomon zoomoff 为当前图形打开缩放模式 关闭缩放模式 例14缩放y sin x 的图形 表2二维绘图工具 2绘制函数图形练习 练习1 画出y sinx的图形 采用中学五点作图法 选取五点 0 0 2 1 0 3 2 1 2 0 输入命令 x 0 pi 2 pi 3 pi 2 2 pi y sin x plot x y 可以想象 随点数增加 图形越来越接近y sinx的图象 在0到2 之间取30个数据点 绘出的图形与y sinx的图象已经非常接近了 x linspace 0 2 pi 30 y sin x plot x y x 0 0 1 2 pi y sin x plot x y 或 还可以给图形加标记 格栅线 x 0 0 1 2 pi y sin x plot x y r title 正弦曲线 xlabel 自变量x ylabel 函数y sinx text 5 5 0 y sinx grid 给y轴加标题 函数y sinx 在点 5 5 0 处放置文本 y sinx 给图加标题 加网线 练习2 在x的 4 4 范围内 y的 0 8 范围内画出y 2 x和y 1 2 x的图象 解 输入命令 x 4 0 1 4 y1 2 x y2 1 2 x plot x y1 x y2 axis 4 4 0 8 练习3 在x的 1 2 范围内画出y 10 x 1 在x的 0 99 2 范围内画出y lg x 1 的图形 解 输入命令 x1 1 0 1 2 y1 10 x1 1 x2 0 99 0 1 2 y2 log10 x2 1 plot x1 y1 x2 y2 y 10 x 1与y lg x 1 互为反函数 图象关于y x对称 这两条曲线与我们所知的图象相差很远 这是因为坐标轴长度单位不一样的缘故 holdonx 1 0 01 2 y x plot x y r axis 1 2 1 2 axissquare holdoff 1 极坐标图 polar theta rho s 用角度theta 弧度表示 和极半径rho作极坐标图 用s指定线型 例14 解 theta linspace 0 2 pi rho sin 2 theta cos 2 theta polar theta rho g title Polarplotofsin 2 theta cos 2 theta 例15 画出心形线r 3 1 cosa 的图象 解 输入命令 x 0 0 1 2 pi r 3 1 cos x polar x r 2 散点图 scatter X Y S C 在向量X和Y的指定位置显示彩色圈 X和Y必须大小相同 解输入命令 loadseamountscatter x y 5 z 例17绘制seamount散点图 三维图形 1 空间曲线 2 空间曲面 PLOT3 x y z s 空间曲线 1 一条曲线 例18在区间 0 10 pi 画出参数曲线x sin t y cos t z t 解t 0 pi 50 10 pi plot3 sin t cos t t r 在t 0 20 范围内的空间曲线 clear close 清理内存 关闭所有窗口t 0 0 01 20 x exp 0 2 t cos 0 5 pi t y exp 0 2 t sin 0 5 pi t z t plot3 x y z title Spaceline 标题命令text x 1 y 1 z 1 Start 在x 1 y 1 z 1 加字符串n length x text x n y n z n End legend Coneline 图例说明gridon PLOT3 x y z 2 多条曲线 例20画多条曲线观察函数Z X Y 2 其中x y z是都是m n矩阵 其对应的每一列表示一条曲线 解x 3 0 1 3 y 1 0 1 5 X Y meshgrid x y Z X Y 2 plot3 X Y Z 这里meshgrid x y 的作用是产生一个以向量x为行 向量y为列的矩阵 空间曲面 1 surf x y z 画出数据点 x y z 表示的曲面 例21画函数Z X Y 2的图形 解x 3 0 1 3 y 1 0 1 5 X Y meshgrid x y Z X Y 2 surf X Y Z shadingflat 将当前图形变得平滑 2 mesh x y z 解x 3 0 1 3 y 1 0 1 5 X Y meshgrid x y Z X Y 2 mesh X Y Z 例22画出曲面Z X Y 2的网格曲面图 画网格曲面 3 meshz X Y Z 在网格周围画一个curtain图 如 参考平面 解输入命令 X Y meshgrid 3 125 3 Z peaks X Y meshz X Y Z 例23绘peaks的网格图 其他命令 meshc x y z 具有基本等高线的网格图surfc x y z 具有基本等高线的表面图surface x y z 得到表面涂在xoy面的投影图 x 5 0 5 5 y x x y meshgrid x y z x 2 y 2 subplot 2 2 1 mesh x y z subplot 2 2 2 meshc x y z subplot 2 2 3 surf x y z subplot 2 2 4 surfc x y z 例24用不同的图形函数画旋转抛物面 x y z sphere 30 mesh x y z axis equal 例25绘制球体 作业2