第4章 Matlab绘图 (2)

第4章Matlab绘图——Matlab语言丰富的图形表现方法，使得数学计算结果可以方便地、多样性地实现了可视化，这是其它语言所不能比拟的一、二维绘图（一）plot——最基本的二维图形指令plot命令自动打开一个图形窗口，如果已存在一个图形窗口，plot命令则清除当前图形，绘制新图形用直线连接相邻两数据点来绘制图形根据图形坐标大小自动缩扩坐标轴，将数据标尺及单位标注自动加到两个坐标轴上，可自定坐标轴可设定曲线颜色和线型，可给图形加坐标网线和图形加注功能plot调用格式plot(x)——缺省自变量绘图格式，x为向量,以x元素值为纵坐标，以相应元素下标为横坐标绘图plot(x,y)——基本格式，以y(x)的函数关系作出直角坐标图，如果y为n×m的矩阵，则以x为自变量，作出m条曲线plot(x1,y1,x2,y2)——多条曲线绘图格式plot(x,y,’s’)——开关格式，开关量字符串s设定曲线颜色和绘图方式，使用颜色字符串的前1~3个字母，如yellow—yel表示等plot(x1,y1,’s1’,x2,y2,’s2’，…)绘图控制命令（1）曲线控制命令字符颜色字符颜色b蓝色m紫红色c青色r红色g绿色w白色k黑色y黄色颜色控制符线型控制符线型格式实线（默认）点线点划线虚线符号-:-.--标记符号数据点形式标记符号数据点形式.实心圆点大于号o(字母)空心圆点小于号x叉号s正方形＋加号d菱形*星号h六角星v向下的三角形p五角星^向上的三角形数据点控制符颜色、线型、标记三种属性的符号必须放在同一个字符串内属性的先后顺序没有关系，可以只指定一两个属性，也可以全部缺省，但同种属性不能同时指定两个颜色控制符缺省为蓝色，线型控制符缺省为实线属性间不用间隔（2）图形的标注命令图形标注函数函数意义title(‘…’)给图形添加标题xlabel(‘…’)标记横坐标ylabel(‘…’)标记纵坐标legend(‘’,‘’,…)添加图例text(x,y,’…’)在x，y所定义的位置标注gtext(’…’)该命令提示在鼠标指定位置（光标显示为“＋”标注)axis([xminxmaxyminymax])指定显示范围gridon(/off)添加或取消网格线例：t=0:0.1:10y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,'r',t,y2,'b--');x=[1.7*pi;1.6*pi];y=[-0.3;0.8];s=['sin(t)';'cos(t)'];text(x,y,s);title('正弦和余弦曲线');legend(‘正弦’,‘余弦’);xlabel('时间t');ylabel('正弦、余弦');gridonaxissquare例在0≤x≤2区间内，绘制曲线y1=2e-0.5x和y2=cos(4πx)，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('xfrom0to2{\pi}');%加图形标题xlabel('VariableX');%加X轴说明ylabel('VariableY');%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’)%加图例例在同一坐标中，可以绘制2个同心圆，并加坐标控制。程序如下：theta=0:.01:2*pi;r1=10;r2=8;x1=cos(theta)*r1;y1=sin(theta)*r1;x2=cos(theta)*r2;y2=sin(theta)*r2;plot(x1,y1,x2,y2)axisequalgridon;%加网格线boxon;%加坐标边框axisequal%坐标轴采用等刻度（3）坐标控制axis函数的调用格式为：axis([xminxmaxyminymaxzminzmax])axis函数功能丰富，常用的格式还有：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：取消坐标轴。axison：显示坐标轴。给坐标加网格线用grid命令来控制。gridon/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。boxon/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。单窗口单曲线绘图单窗口多曲线绘图单窗口多曲线分图绘图多窗口绘图二维绘图函数plot例在0≤x≤2区间内，绘制曲线y=2e-0.5xcos(4πx)程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y)01234567-2-1.5-1-0.500.511.52单窗口单曲线绘图例绘制曲线程序如下：t=0:0.1:2*pi;x=t.*sin(3*t);y=t.*sin(t).*sin(t);plot(x,y);-6-4-2024600.511.522.533.544.55单窗口单曲线绘图单窗口多曲线绘图1．plot函数的输入参数是矩阵形式(1)当x是向量，y是有一维与x同维的矩阵时，则绘制出多根不同颜色的曲线。曲线条数等于y矩阵的另一维数，x被作为这些曲线共同的横坐标。(2)当x,y是同维矩阵时，则以x,y对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。例t=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);y3=cos(t);y4=cos(t+0.25);y5=cos(t+0.5);plot(t,[y',y1',y2',y3',y4',y5'])plot(t,[y;y1;y2;y3;y4;y5])2．含多个输入参数的plot函数调用格式为：plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)(1)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。(2)当输入参数有矩阵形式时，配对的x,y按对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。例：t=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);plot(t,y,t,y1,t,y2)例在同一坐标内绘制曲线y1=0.2e-0.5xcos(4πx)和y2=2e-0.5xcos(πx)。程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plot(x,y1,x,y2);01234567-0.2-0.100.10.201234567-2-1012例分析下列程序绘制的曲线。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);x=[x1;x2;x3]';y=[y1;y2;y3]';plot(x,y,x1,y1-1)02468101214-2-1.5-1-0.500.511.522.533．使用图形保持命令holdonholdon/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5-5采用图形保持，在同一坐标内绘制曲线y1=0.2e-0.5xcos(4πx)和y2=2e-0.5xcos(πx)。程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y1)holdony2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plot(x,y2);holdoff01234567-1.5-1-0.500.511.52单窗口多曲线分图绘图subplot——子图分割命令调用格式：subplot(m,n,p)——按从左至右，从上至下排列行列绘图序号例在图形窗口中，以子图形式同时绘制多根曲线。t=0:pi/100:2*pi;y1=sin(t);y3=sin(t+0.5);y2=cos(t);y4=cos(t+0.5);subplot(2,2,1);plot(t,y1)subplot(2,2,2);plot(t,y2)subplot(2,2,3);plot(t,y3)subplot(2,2,4);plot(t,y4)02468-1-0.500.5102468-1-0.500.5102468-1-0.500.5102468-1-0.500.51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)多窗口绘图figure(n)——创建窗口函数，n为窗口顺序号。t=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);plot(t,y)——自动出现第一个窗口figure(2)plot(t,y1)——在第二窗口绘图figure(3)plot(t,y2)——在第三窗口绘图绘制函数图函数fplot调用格式：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lims=[xminxmaxyminymax]，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。fplot(fun,lims,'corline')—以指定线形绘图[x,y]=fplot(fun,lims)—只返回绘图点的值,而不绘图，可用plot(x,y)来绘图fplot('[sin(x),tan(x),cos(x)]',2*pi*[-11-11])fplot('humps',[01-10120],'rp')例用fplot函数绘制f(x)=cos(tan(πx))的曲线。命令如下：fplot('cos(tan(pi*x))',[0,1],1e-4)00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81ezplot调用格式：ezplot(f)—这里f为包含单个符号变量x的符号表达式，在x轴的默认范围[-2*pi2*pi]内绘制f(x)的函数图ezplot(f,[xminxmaxyminymax])—给定区间ezplot(f,[xmin,xmax],figure(n))—指定绘图窗口绘图绘制函数图函数ezplot('sin(x)')ezplot('sin(x)','cos(y)',[-4*pi4*pi],figure(2))sin()sincos()()xtytyx(2)对于隐函数f=f(x,y)，ezplot函数的调用格式：ezplot(f)：在默认区间-2πx2π和-2πy2π绘制f(x,y)=0的图形。ezplot(f,[xmin,xmax,ymin,ymax])：在区间xm