MATLAB基本操作2 - 绘图 - 2维

MATLAB基本操作之绘图

MATLAB基本操作之绘图 ................................................................................................................. 1 1 绘制单根二维曲线 ....................................................................................................................... 2 2. 绘制多根二维曲线 ...................................................................................................................... 4 3. 具有两个纵坐标标度的图形 ...................................................................................................... 5 4. 图形保持 ...................................................................................................................................... 6 5. 设置曲线样式 .............................................................................................................................. 8 6. 图形标注与坐标控制 .................................................................................................................. 9 7. 对函数自适应采样的绘图函数 ............................................................................................... 12 8. 图形窗口的分割 ........................................................................................................................ 13 9. 隐函数绘图 ................................................................................................................................ 14 MATLAB提供了一个ezplot函数绘制隐函数图形，下面介绍其用法 .................................. 14 学生练习：..................................................................................................................................... 15

1 绘制单根二维曲线

plot函数的基本调用格式为：

plot(x,y) 其中x和y为长度相同的向量，分别用于存储x坐标和y坐标数据。

例1：在区间[0,2?]绘制图形y?sin(sin(x)) x=linspace(0,2*pi,200);

y=sin(sin(x)); plot(x,y);

?x?tsin(3t)例2：绘制参数方程?其中参数t?[0,2?] 2y?tsin(t)?t=0:0.1:2*pi; x=t.*sin(3*t); y=t.*sin(t).*sin(t); plot(x,y);

plot函数最简单的调用格式是只包含一个输入参数：plot(x)

在这种情况下，当x是实向量时，以该向量元素的下标为横坐标，元素值为纵坐标画出一条连续曲线，这实际上是绘制折线图。

例3：x=[1,2,3,2,-2,6,7,-8,9,4];

plot(x);

例4 分段函数h(x)???cosx,x?0绘图

?x?1,x?0y=[];

for x=-4:0.1:4 if x<=0

y=[y,cos(x)]; end if x>0

y=[y,x+1]; end end x=-4:0.1:4; plot(x,y)

2. 绘制多根二维曲线

调用格式为：

plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)

当输入参数都为向量时，x1和y1，x2和y2，…，xn和yn分别组成一组向量对，每一

组向量对的长度可以不同。每一向量对可以绘制出一条曲线，这样可以在同一坐标内绘制出多条曲线。

例5：观察下列语句的输出效果

x1=linspace(0,2*pi,100); x2=linspace(0,3*pi,100); x3=linspace(0,4*pi,100); y1=sin(x1); y2=1+sin(x2); y3=2+sin(x3);

plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3);

3. 具有两个纵坐标标度的图形

在MATLAB中，如果需要绘制出具有不同纵坐标标度的两个图形，可以使用plotyy绘图

函数。调用格式为：plotyy(x1,y1,x2,y2)

其中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，纵坐标有两个，左纵坐标用于x1,y1数据对，右纵坐标用于x2,y2数据对。

例6 用不同标度在同一坐标内绘制曲线

y1?e?xcos(x),y2?e?2xcos(4?x)的图形

x=0:pi/100:2*pi; y1=exp(-x).*cos(x);

y2=exp(-2*x).*cos(4*pi*x); plotyy(x,y1,x,y2);

4. 图形保持

hold on/off命令控制是保持原有图形还是刷新原有图形，不带参数的hold命令在两种状态之间进行切换

例7： 采用图形保持在同一坐标内绘制曲线y1?ecos(x),y2?ex=0:pi/100:2*pi; y1=exp(-x).*cos(x);

?x?2xcos(4?x)的图形

plot(x,y1);

hold on;

y2=exp(-2*x).*cos(4*pi*x); plot(x,y2);

5. 设置曲线样式

MATLAB提供了一些绘图选项，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”表示黄色虚线并用菱形符标记数据点。当选项省略时，MATLAB规定，线型一律用实线，颜色将根据曲线的先后顺序依次。

要设置曲线样式可以在plot函数中加绘图选项，其调用格式为： plot(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,?,xn,yn,选项n)

例8：在同一坐标内，分别用不同线型和颜色绘制曲线标记两曲线交叉点。

y1?e?xcos(x),y2?e?2xcos(4?x)，

x=linspace(0,pi,1000); y1=exp(-x).*cos(x);

y2=2*exp(-2*x).*cos(4*pi*x);

k=find(abs(y1-y2)<1e-2); %查找y1与y2相等点(近似相等)的下标 x1=x(k); %取y1与y2相等点的x坐标 y3=exp(-x1).*cos(x1);

plot(x,y1,'k',x,y2,'r:',x1,y3,'bp');

附表：MATLAB常见绘图线型

b blue . point - solid g green o circle : dotted r red x x-mark -. dashdot c cyan + plus -- dashed m magenta * star y yellow s square k black d diamond

v triangle (down) ^ triangle (up) < triangle (left) > triangle (right)

p pentagram（五角星） h hexagram （六芒星）

6. 图形标注与坐标控制

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) legend(图例1,图例2,…)

函数中的说明文字，除使用标准的ASCII字符外，还可使用LaTeX格式的控制字符，这样就可以在图形上添加希腊字母、数学符号及公式等内容。例如，text(0.3,0.5,‘sin({\\omega}t+{\\beta})’)将得到标注效果sin(ωt+β)。 例9 在[0,2?]区间内，绘制曲线

y1?2e?0.5x,y2?cos(4?x)，并给图形添加图形标注。

程序如下： x=0:pi/100:2*pi;

y1=2*exp(-0.5*x); y2=cos(4*pi*x); plot(x,y1,x,y2)

title('x from 0 to 2{\\pi}'); %加图形标题 xlabel('Variable X'); %加X轴说明 ylabel('Variable Y'); %加Y轴说明

text(0.8,1.5,'曲线y1=2e^{-0.5x}'); %在指定位置添加图形说明 text(2.5,1.1,'曲线y2=cos(4{\\pi}x)'); legend('y1','y2');

坐标控制

axis函数的调用格式为：

axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax]) axis函数功能丰富，常用的格式还有：

axis equal：纵、横坐标轴采用等长刻度。 axis square：产生正方形坐标系(缺省为矩形)。 axis auto：使用缺省设置。 axis off：取消坐标轴。 axis on：显示坐标轴。

给坐标加网格线用grid命令来控制。grid on/off命令控制是画还是不画网格线，不带参数的grid命令在两种状态之间进行切换。

给坐标加边框用box命令来控制。box on/off命令控制是加还是不加边框线，不带参数的box命令在两种状态之间进行切换。

例10 在同一坐标中，可以绘制2个同心圆，并加坐标控制。 t=0:0.01:2*pi; x=cos(t); y=sin(t); x1=2*cos(t); y1=2*sin(t); plot(x,y,x1,y1) grid on; %加网格线 box on; %加坐标边框

axis equal %坐标轴采用等刻度

7. 对函数自适应采样的绘图函数

fplot函数的调用格式为： fplot(fname,lims,tol,选项)

其中fname为函数名，以字符串形式出现，lims为x,y的取值范围，tol为相对允许误差，其系统默认值为2e-3。选项定义与plot函数相同。 例11 用fplot函数绘制y?cos(tan(?x))的曲线。

命令如下：

fplot('cos(tan(pi*x))',[ 0,1],'rp');

8. 图形窗口的分割

subplot函数的调用格式为： subplot(m,n,p)

该函数将当前图形窗口分成m×n个绘图区，即每行n个，共m行，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。 例12在图形窗口中，以子图形式同时绘制多根曲线。 x=linspace(0,2*pi,100); y1=cos(x); y2=sin(x); y3=exp(x); subplot(1,3,1); plot(x,y1); subplot(1,3,2); plot(x,y2); subplot(1,3,3);

plot(x,y3);

9. 隐函数绘图

MATLAB提供了一个ezplot函数绘制隐函数图形，下面介绍其用法 对于隐函数f = f(x,y)，ezplot函数的调用格式为:

ezplot(f, [xmin,xmax,ymin,ymax])：在区间xmin

例13：隐函数绘图应用举例。 程序如下：

fun='x^2+y^2-9';

ezplot(fun,[-3,3,-3,3]);axis equal

学生练习：

1.自己选择函数，实现上述命令

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