第3章MATLAB绘图

第3章MATLAB绘图,本章要点二维图形的绘制图形的修饰与控制特殊二维图形的绘制三维图形的绘制教学时数2学时,3.1二维绘图,一、二维绘图1plot(x)说明：x可以是向量或矩阵。2plot(x，y)说明：x，y可以是向量或矩阵。注意：x是向量y是矩阵时：x的长度与矩阵y的行数或列数必须相等，如果x的长度与y的每列元素个数相等，向量x与y的每列向量画一条曲线；如果x的长度与y的每行元素个数相等，则向量x与矩阵y的每行向量对应画一条曲线；如果y是方阵，x和y的行数和列数都相等，则向量x与矩阵y的每列向量画一条曲线。x和y都是矩阵时：x和y大小必须相同，矩阵x的每列与y的每列画一条曲线。,【例】,clearclcx=0.2.5.7.6.71.21.51.61.92.3;plot(x),【例】,clearclcx=123;789;131415;plot(x),【例】,clearclcx=0:0.05:4*pi;%给出x向量，步长0.05y=sin(x);%y为x的正弦函数plot(x,y),【例】,clearclcx=0:pi/50:2*pi;y(1,:)=sin(x);y(2,:)=0.3*sin(x);y(3,:)=0.6*sin(x);plot(x,y),3plot(x，y，参数)说明：x，y可以是向量或矩阵，参数选项为一个字符串，决定二维图形的颜色、线型及数据点的图标。4plot(x1,y1,参数1，x2,y2,参数2，)说明：可以用同一函数在同一坐标系中画多幅图形，x1，y1确定第一条曲线的坐标值，参数1为第一条曲线的选项参数；x2，y2为第二曲线的坐标值，参数2为第二条曲线的选项参数；其他图形以次类推。注：颜色、线型及数据点标记三种属性的符号必须放在同一个字符串内，属性的先后顺序无要求，可以只指定一个或两个，但同种属性不能同时指定两个。,【例】,clearclcx=0:0.2:8;y=sin(x);plot(x,y,r:x),【例】,clearclct=0:pi/100:2*pi;y1=sin(t);y2=sin(t-0.35);y3=sin(t-0.7);plot(t,y1,:,t,y2,-,t,y3,-),二、图形修饰,1坐标轴的调整（1）坐标轴比例控制函数：axis（xminxmaxyminymax）说明：将图形的x轴范围限定在xminxmax之间，y轴的范围限定在yminymax之间。MATLAB绘制图形时，按照给定的数据值确定坐标轴参数范围。（2）坐标轴特性控制函数：axis（控制字符串）说明：控制字符串根据如表所示的功能控制图形。,（3）坐标刻度标示函数：set(gca，xtick，标示向量)set(gca，ytick，标示向量)说明：按照标示向量设置x，y轴的刻度标示。函数：set(gca，xticklabel，字符串|字符串)set(gca,yticklabel,字符串|字符串)说明：按照字符串设置x，y轴的刻度标注。,【例】分别改变X轴和Y轴的标注点绘制函数曲线。,clearclcx=0:0.05:7;y=sin(x);plot(x,y)axis(03*pi-22)axis(square)set(gca,yticklabel,-1|-0.5|zero|0.5|one)set(gca,xtick,01.43.1456.28),2文字标示,有关图形的标题、坐标轴标注等图形文字标识类函数如下：函数：title（字符串）说明：图形标题。函数：xlabel（字符串）说明：x轴标注。函数：ylabel（字符串）说明：y轴标注。函数：text（x，y，字符串）说明：在坐标（x，y）处标注说明文字。函数：gtext（字符串）说明：用鼠标在特定处标注说明文字。,【例】画正弦函数图形，包括坐标轴标题、图形标题并在曲线过零点处做文字标示。,clearclct=0:0.05:2*pi;plot(t,sin(t)set(gca,xtick,01.43.1456.28)xlabel(t(deg)ylabel(magnitude(v)title(thisisaexample0rightarrow2pi）text(3.14,sin(3.14),leftarrowthiszeroforpi),3图例注解,函数：legend（字符串1，字符串2，参数）说明：此函数在图中开启一个注解视窗，依据绘图的先后顺序，依次输出字符串对各个图形进行注解说明。如字符串1表示第一个出现的线条，字符串2表示第二个出现的线条，参数字符串确定注解视窗在图形中的位置，其含义如下表所示。,【例】,clearclcx=0:0.2:12;plot(x,sin(x),-,x,1.5*cos(x),:);legend(First,Second,-1);%将注解视窗放置在图形视窗外的右上方,三、图形控制,1图形的保持函数：holdon说明：保持当前图形及轴系的所有特性函数：holdoff说明：解除图形保持2网格控制函数：gridon说明：在所画的图形中添加网格线函数：gridoff说明：在所画的图形中去掉网格线,clearclcx=0:0.2:12;plot(x,sin(x),-,x,1.5*cos(x),:);legend(First,Second,-1);gridon,3图形窗口的分割函数：subplot(m，n，p)说明：将当前窗口分割成mn个小区域，并指定第p个区域为当前的绘图区域。区域的编号原则是“先上后下，先左后右”。4图形的填充函数：fill(x，y，颜色参数)说明：在由数据所构成的多边形内，用所指定的颜色填充。如果该多边形不是封闭的，则用初始点和终点的连线将其封闭。颜色参数三维控制符同plot函数。,【例】把当前窗口分割成四个区域，绘制四条函数曲线,clearclcx=0:0.05:7;y1=sin(x);y2=1.5*cos(x);y3=sin(2*x);y4=5*cos(2*x);subplot(2,2,1);plot(x,y1);title(sin(x)subplot(2,2,2);plot(x,y2);title(cox(x)subplot(2,2,3);plot(x,y3);title(sin(2x)subplot(2,2,4);plot(x,y4);title(sin(2x),【例】绘制正弦函数曲线，并用黑色填充,clearclcx=0:0.05:7;y=sin(x);subplot(121)plot(x,y)subplot(122)fill(x,y,k),3.2特殊二维图形绘图,一、特殊坐标二维图形特殊坐标二维图形函数,【例】对同一向量分别绘制线性坐标图和三种对数坐标图,clearclcy=0,0.55,2.5,6.1,8.5,12.1,14.6,17,20,22.1;subplot(221);plot(y);title(线性坐标图);subplot(222);semilogx(y);title(x轴对数坐标图);subplot(223);semilogy(y);title(y轴对数坐标图)subplot(224);loglog(y);title(双对数坐标图);,【例】绘制极坐标图,clearclct=0:0.01:2*pi;r=2*cos(2*(t-pi/8);polar(t,r),二、特殊二维图形,【例】绘制函数的曲线,clearclcfplotcos(tan(pi*x),-0.4,1.4),【例】某次考试学生成绩优秀的占8%、良好占20%、中等占36%、及格占24%、不及格占12%。分别用饼图、条形图表示,clearclcx=820362412;subplot(221);pie(x,10001);title(饼图);subplot(222);bar(x,group);title(垂直条形图);subplot(223);bar(x,stack);title(累加值为纵坐标的垂直条形图);subplot(224);barh(x,group);title(水平条形图);,3.3三维图形,一、三维数据的产生1peaks函数用于创建双峰函数和用双峰函数绘图。函数：x，y，z=peaks(n)说明：x、y、z均为nn的方阵。其中x的每一列的元素都相同，每一行的元素均是在-3，3区间内的n等分；y的每一行的元素都相同，每一列的元素均是在-3，3区间内的n等分；n的缺省值为49。2meshgrid函数按指定方式创建网格矩阵。函数：X，Y=meshgrid(a,b)说明：将等长度向量a，b，转换为二维网格数据，再以一组z轴的数据对应到这个二维网格，即可得到三维数据。,【例】创建三维网格数据,clearclca=1,2,3,4;b=5,6,7,8;X,Y=meshgrid(a,b)Z=X.*Y,X=1234123412341234Y=5555666677778888Z=5101520612182471421288162432,二、三维曲线图,MATLAB提供了plot3函数绘制三维曲线图形。该函数将绘制二维图形的函数plot的特性扩展到了三维空间，其功能和使用方法类似于绘制二维图形的函数。其格式为：plot3(x1，y1，z1，参数1，x2，y2，z2，参数2，)1矢量曲线图如果x，y和z是同样长度的矢量，则绘制出一条在三维空间贯穿的曲线。2矩阵曲线图如果x，y和z是mn的矩阵，则绘制出m条三维空间曲线。,1矢量曲线图,clearclcz=0:pi/50:10*pi;x=sin(z);y=cos(z);plot3(x,y,z),2矩阵曲线图,clearclcx,y=meshgrid(-2:0.1:2);z=x.*exp(-x.2-y.2);plot3(x,y,z),三、三维曲面图形,【例】绘制函数四种三维网格曲面,clearclcx=-10:0.5:10;y=-8:0.5:8;X,Y=meshgrid(x,y);Z=sin(sqrt(X.2+Y.2)./sqrt(X.2+Y.2);subplot(221);mesh(X,Y,Z);title(普通三维网格曲面);subplot(222);meshc(X,Y,Z);