MATLAB作圖(超詳細).ppt

2019/6/30,數學建模,數學建模與數學實驗,MATLAB作圖,2019/6/30,數學建模,MATLAB作圖,二維圖形,三維圖形,圖形處理,實例,作業(yè),特殊二、三維圖形,2019/6/30,數學建模,MATLAB作圖是通過描點、連線來實現的，故在畫一個曲線圖形之前，必須先取得該圖形上的一系列的點的坐標（即橫坐標和縱坐標），然后將該點集的坐標傳給MATLAB函數畫圖.,命令為： plot(X,Y,S),plot(X,Y) 畫實線 plot(X,Y1,S1,X,Y2,S2,X,Yn,Sn) 將多條線畫在一起,X,Y是向量,分別表示點集的橫坐標和縱坐標,線型,y 黃色 . 點 - 連線 m 洋紅 o 圈 : 短虛線 c 藍綠色 x x-符號 -. 長短線 r 紅色 + 加號 - 長虛線,1.曲線圖,2019/6/30,數學建模,例 在0,2 用紅線畫sin x,用綠圈畫cos x.,x=linspace(0,2*pi,30);%（30等分） y=sin(x); z=cos(x); plot(x,y,r,x,z, go),解,MATLAB liti1,2019/6/30,數學建模,2.符號函數(顯函數、隱函數和參數方程)畫圖,(1) ezplot,ezplot(x(t),y(t),tmin,tmax) 表示在區(qū)間tminttmax繪制參數方程 x=x(t),y=y(t)的函數圖.,ezplot(f(x),a,b) 表示在axb繪制顯函數f=f(x)的函數圖.,ezplot(f(x,y),xmin,xmax,ymin,ymax) 表示在區(qū)間xminxxmax和 yminyymax繪制 隱函數f(x,y)=0的函數圖.,2019/6/30,數學建模,例 在0, 上畫y=cos x 的圖形.,解 輸入命令 ezplot(sin(x),0,pi),MATLAB liti25,解 輸入命令 ezplot(cos(t)3,sin(t)3,0,2*pi),MATLAB liti41,解 輸入命令 ezplot(exp(x)+sin(x*y),-2,0.5,0,2),MATLAB liti40,2019/6/30,數學建模,(2) fplot,注意： 1 fun必須是M文件的函數名或是獨立變量為x的字符串. 2 fplot函數不能畫參數方程和隱函數圖形，但在一個圖上可以畫多個圖形.,fplot(fun,lims) 表示繪制字符串fun指定的函數在lims=xmin,xmax的圖形.,2019/6/30,數學建模,解 先建M文件myfun1.m： function Y=myfun1(x) Y=exp(2*x)+sin(3*x.2),再輸入命令： fplot(myfun1,-1,2),MATLAB liti43,MATLAB liti28,解 輸入命令: fplot(tan(x),sin(x),cos(x),2*pi*-1 1 1 1),例 在-2,2范圍內繪制函數tan的圖形. 解 fplot(tan,-2,2),MATLAB liti42,2019/6/30,數學建模,3. 對數坐標圖,在很多工程問題中,通過對數據進行對數轉換可以更清晰地看出數據的某些特征,在對數坐標系中描繪數據點的曲線,可以直接地表現對數轉換.對數轉換有雙對數坐標轉換和單軸對數坐標轉換兩種.用loglog函數可以實現雙對數坐標轉換,用semilogx和semilogy函數可以實現單軸對數坐標轉換.,loglog(Y) 表示 x、y坐標都是對數坐標系 semilogx(Y) 表示 x坐標軸是對數坐標系 semilogy() 表示y坐標軸是對數坐標系 plotyy 有兩個y坐標軸，一個在左邊，一個在右邊,2019/6/30,數學建模,例 用方形標記創(chuàng)建一個簡單的loglog.,解 輸入命令: x=logspace(-1,2); loglog(x,exp(x),-s) grid on %標注格柵,MATLAB liti37,例 創(chuàng)建一個簡單的半對數坐標圖. 解 輸入命令: x=0:.1:10; semilogy(x,10.x),MATLAB liti38,例 繪制y=x3的函數圖、對數坐標圖、半對數坐標圖.,MATLAB liti22,返回,2019/6/30,數學建模,三維圖形,1. 空間曲線,2. 空間曲面,返回,2019/6/30,數學建模,plot3(x,y,z,s),空 間 曲 線,1. 一條曲線,例 在區(qū)間0，10畫出參數曲線 x=sint,y=cost, z=t.,MATLAB liti8,解 t=0:pi/50:10*pi; plot3(sin(t),cos(t),t) rotate3d %旋轉,2019/6/30,數學建模,plot3(x,y,z),2. 多條曲線,例 畫多條曲線觀察函數Z=(X+Y)2.,（這里meshgrid(x,y)的作用是產生一個以向量x為列、向量y為行的矩陣即41*61矩陣）,MATLAB liti9,其中x，y，z是都是mn矩陣，其對應的每一列表示一條曲線.,解 x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5; X,Y=meshgrid(x,y); Z=(X+Y).2; plot3(X,Y,Z),返回,2019/6/30,數學建模,空 間 曲 面,例 畫函數Z=(X+Y)2 的圖形. 解 x=-3:0.1:3; y=1:0.1:5; X,Y=meshgrid(x,y); Z=(X+Y).2; surf(X,Y,Z) shading flat %將當前圖形變得平滑,MATLAB liti11,(1) surf(x,y,z),畫出數據點（x，y，z）表示的曲面,2019/6/30,數學建模,（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),MATLAB liti24,例 畫出曲面Z=(X+Y)2在不同視角的網格圖.,畫網格曲面,2019/6/30,數學建模,(3)meshz(X,Y,Z) 在網格周圍畫一個curtain圖(如,參考平面),解 輸入命令: X,Y=meshgrid(-3:.125:3); Z=peaks(X,Y); meshz(X,Y,Z),例 繪peaks的網格圖,MATLAB liti36,返回,2019/6/30,數學建模,在圖形上加格柵、圖例和標注,定制坐標,圖形保持,分割窗口,縮放圖形,改變視角,圖形處理,返回,動 畫,2019/6/30,數學建模,1. 在圖形上加格柵、圖例和標注,（1）GRID ON: 加格柵在當前圖上 GRID OFF: 刪除格柵,處理圖形,（2）hh = xlabel(string):在當前圖形的x軸上加圖例string,hh = ylabel(string): 在當前圖形的y軸上加圖例string,hh = title(string): 在當前圖形的頂端上加圖例string,hh = zlabel(string): 在當前圖形的z軸上加圖例string,2019/6/30,數學建模,例 在區(qū)間0,2畫sin(x)的圖形，并加注圖例“自變量 X”、“函數Y”、“示意圖”, 并加格柵.,解 x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); plot(x,y) xlabel(自變量X) ylabel(函數Y) title(示意圖) grid on,MATLAB liti2,2019/6/30,數學建模,（3） hh = gtext(string),命令gtext(string)用鼠標放置標注在現有的圖上. 運行命令gtext(string)時，屏幕上出現當前圖形，在 圖形上出現一個交叉的十字，該十字隨鼠標的移動移動， 當按下鼠標左鍵時，該標注string放在當前十交叉的位 置.,例 在區(qū)間0,2畫sin(x)，并分別標注“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),MATLAB liti3,返回,2019/6/30,數學建模,2. 定制坐標,Axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax),例 在區(qū)間0.005,0.01顯示sin(1/x)的圖形.,解 x=linspace(0.0001,0.01,1000); y=sin(1./x); plot(x,y); axis(0.005 0.01 1 1) %此處“-”與matlab中不相同。,MATLAB liti4,返回,定制圖形坐標,將坐標軸返回到自動缺省值,Axis auto,2019/6/30,數學建模,3. 圖形保持,(1) hold on hold of,例 將y=sin(x)、y=cos(x)分別用點和線畫出在同一屏幕上.,解 x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); z=cos(x) plot(x,z,:) hold on Plot(x,y),MATLAB liti5,保持當前圖形, 以便繼續(xù)畫圖到當前圖上,釋放當前圖形窗口,2019/6/30,數學建模,(2) figure(h),例 區(qū)間0,2 新建兩個窗口分別畫出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); pause figure(2); plot(x,z); title(cos(x);,MATLAB liti6,返回,新建h窗口，激活圖形使其可見，并把它置于其它圖形之上,2019/6/30,數學建模,4. 割窗口,h=subplot(mrows,ncols,thisplot),劃分整個作圖區(qū)域為mrows*ncols塊（逐行對塊訪問）并激活第thisplot塊，其后的作圖語句將圖形畫在該塊上.,激活已劃分為mrows*ncols塊的屏幕中的第thisplot塊，其后的作圖語句將圖形畫在該塊上.,命令Subplot(1,1,1)返回非分割狀態(tài).,subplot(mrows,ncols,thisplot),subplot(1,1,1),2019/6/30,數學建模,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)%此處標點錯 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 將屏幕分割為四塊，并分別畫出y=sin(x)，z=cos(x)，a=sin(x)cos(x),b=sin(x)/cos(x).,MATLAB liti7,返回,2019/6/30,數學建模,5. 縮放圖形,zoom on,單擊鼠標左鍵，則在當前圖形窗口中，以鼠標點中的點為中心的圖形放大2倍；單擊鼠標右鍵，則縮小2倍.,解 x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); plot(x,y) zoom on,MATLAB liti13,例 縮放y=sin(x)的圖形.,zoom off,為當前圖形打開縮放模式,關閉縮放模式,返回,2019/6/30,數學建模,6. 改變視角view,（1）view(a,b) 命令view(a,b)改變視角到(a,b),a是方位角,b為仰角.缺省視角為（-37.5，30）.,x=-3:0.1:3; y=1:0.1:5; X,Y=meshgrid(x,y); Z=(X+Y).2; subplot(2,2,1),mesh(X,Y,Z) subplot(2,2,2),mesh(X,Y,Z),view(50,-34) subplot(2,2,3),mesh(X,Y,Z),view(-60,70) subplot(2,2,4),mesh(X,Y,Z),view(0,1,1),MATLAB liti10,例 畫出曲面Z=(X+Y)2在不同視角的網格圖.,view用空間向量表示的，三個量只關心它們的比例，與數值的大小無關，x軸view（1，0，0），y軸view（0，1，0），z 軸view（0，0 ，1）.,（2）view（x，y，z）,返回,2019/6/30,數學建模,7. 動畫,Moviein(),getframe,movie() 函數Moviein()產生一個幀矩陣來存放動畫中的幀；函數getframe對當前的圖像進行快照；函數movie()按順序回放各幀.,MATLAB liti14,返回,例 將曲面peaks做成動畫.,解 x,y,z=peaks(30); surf(x,y,z) axis(-3 3 -3 3 -10 10) m=moviein(100); for i=1:100 view(-37.5+24*(i-1),30) m(:,i)=getframe; end movie(m),2019/6/30,數學建模,特殊二、三維圖形,1. 特殊的二維圖形函數,2. 特殊的三維圖形函數,返回,2019/6/30,數學建模,特殊的二維圖形函數,1. 極坐標圖：polar (theta,rho,s),用角度theta（弧度表示）和極半徑rho作極坐標圖，用s指定線型.,例,解：theta=linspace(0,2*pi), rho=sin(2*theta).*cos(2*theta); polar(theta,rho,g) title(Polar plot of sin(2*theta).*cos(2*theta);,MATLAB liti15,2019/6/30,數學建模,2. 散點圖: scatter（X,Y,S,C） 在向量X和Y的指定位置顯示彩色圈X和Y必須大小相同,解 輸入命令： load seamount scatter(x,y,5,z),MATLAB liti29,3. 平面等值線圖: contour(x,y,z,n) 繪制n個等值線的二維 等值線圖,解 輸入命令： X,Y=meshgrid(-2:.2:2,-2:.2:3); Z=X.*exp(-X.2-Y.2); C,h=contour(X,Y,Z); clabel(C,h)%列出等高值 colormap cool,MATLAB liti34,例 繪制seamount散點圖,返回,2019/6/30,數學建模,特殊的三維圖形函數,1. 空間等值線圖： contour 3(x,y,z,n),其中n表示等值線數.,例 山峰的三維和二維等值線圖.,解 x,y,z=peaks; subplot(1,2,1) contour3(x,y,z,16,s); grid, xlabel(x-axis),ylabel(y-axis) zlabel(z-axis) title(contour3 of peaks); subplot(1,2,2) contour(x,y,