Matlab程序设计与作图

（完整版）第⼆讲Matlab编程与作图第⼆讲Matlab编程与作图第⼀部分Matlab程序设计初步Matlab除了指令⾏操作的直接交互外，作为⼀种⾼级应⽤软件还提供了⾃⼰的编程语⾔。

通过编写Matlab程序，可以更加⽅便地调⽤Matlab提供的各种功能强⼤的函数库，使得程序能完成复杂的运算处理⼤量的数值数据。

1、M⽂件简介Matlab提供了丰富的编程语⾔，使得⽤户可以将⼀连串的命令写⼊⽂件，然后使⽤简单的函数来执⾏这些命令。

⽂件被保存为⽂本⽂件，后缀为.m，⽐如说dblquad.m，因此Matlab的程序通常被称为M ⽂件。

M⽂件是⼀个⽂本⽂件，可以使⽤各种⽂本编辑器对它进⾏编辑和修改，⽐如Windows操作系统⾃带的记事本，也可以⽤Matlab 内建的M⽂件编辑器。

M⽂件分为两类，⼀类称为脚本（Scripts），类似于批处理⽂件，相当于将在Matlab命令窗⼝中执⾏的⼀系列指令放在⼀个⽂件中，当在命令窗⼝调⽤该⽂件名时，则按顺序执⾏其中的命令集。

例2.1：编写求10！的程序。

n=10;s=1;for k=1:ns=s*k;enddisp(s) %disp：MATLAB中的命令，表⽰只显⽰结果，不显⽰变量名。

另⼀类M⽂件称为函数（Function），它可以接受输⼊变量，并将运算结果送⾄输出变量，类似于数学中的函数y=f(x)。

函数M⽂件的基本结构：function f=fact(n) 函数定义⾏%Compute a factorial value. 计算阶乘的值%FACT(N) returns the factorial of N, 帮助⽂档%usually denoted by N!%Put simply,FACT(N) is PROD(1:N), 注释f=prod(1:n); 函数体例2.2：编写分段函数21() 1 -1<1321x xf x xx x>=≤+≤-%myfun1.mfunction y=myfun1(x)y=(x.^2).*(x>1)+(x>-1& x<=1)+(3+2*x).*(x<=-1);注意：1.函数名与变量名的命名法则相同，要求以字母开头，后接字母或下划线；2.函数名与保存的⽂件名最好⼀致。

利用matlab进行绘图的基本流程Matlab is a powerful software tool that is widely used for data analysis, visualization, and modeling. One of the most common tasks in Matlab is plotting graphs to visualize data in a clear and concise manner. The process of creating a plot in Matlab involves several steps, from importing data to customizing the appearance of the plot.Matlab是一种强大的软件工具，广泛用于数据分析、可视化和建模。

在Matlab中最常见的任务之一是绘制图形，以清晰、简洁的方式可视化数据。

在Matlab中创建图形的过程涉及几个步骤，从导入数据到定制绘图的外观。

The first step in plotting a graph in Matlab is to import the data that you want to visualize. This can be done by loading a data file into Matlab or by creating a matrix or array directly in the Matlab workspace. Once the data is imported, you can use Matlab's plotting functions, such as plot() or scatter(), to create the desired plot.在Matlab中绘制图形的第一步是导入您想要可视化的数据。

MATLAB图形绘制技巧与实例介绍：MATLAB是一种功能强大，广泛应用于科学计算和工程领域的软件平台。

它拥有丰富的图形绘制功能，可以用于可视化数据和传达研究成果。

本文将探讨一些MATLAB图形绘制的技巧和提供一些实例，让读者了解如何高效地利用MATLAB 绘制各种类型的图形。

一、基本绘图函数MATLAB中最基本的绘图函数是plot，它可以绘制二维图形。

可以通过指定x和y向量作为输入参数，将数据点连线绘制出来。

除了plot函数，还有其他一些常用的绘图函数，如scatter用于绘制散点图，bar用于绘制条形图，hist用于绘制直方图等。

这些函数具有丰富的参数选项，可以根据需要进行调整，以得到满意的图形效果。

二、自定义图形样式在MATLAB中，可以通过一些简单的命令实现图形样式的自定义。

例如，可以通过修改线型、颜色和点标记等属性，使得图形更加美观和易读。

除了利用内置的属性选项，还可以使用一些自定义的方法，如在plot函数中添加字符串参数来自定义线型和颜色。

三、多图绘制在某些情况下，需要在一个图形窗口中展示多个图形。

MATLAB提供了subplot函数，可以将图形窗口划分为多个小的绘图区域，并在每个区域中绘制不同的图形。

这对于比较不同数据集之间的关系或展示多个实验结果非常有用。

另外，还可以使用hold on和hold off命令，以在同一个图形窗口中绘制多个图形，并在绘制后保持图形的可编辑性。

四、3D图形绘制除了二维图形，MATLAB还支持绘制三维图形。

可以使用plot3函数将数据点绘制成三维曲线或散点图。

也可以使用mesh和surf函数绘制三维表面图，这在可视化函数和曲面的形状时非常有用。

通过调整视角和添加颜色映射等设置，可以使得3D图形更加生动和具有立体感。

五、图形标注和注释为了更好地传达和解释图形的含义，MATLAB提供了一些标注和注释功能。

可以使用xlabel、ylabel和title函数添加坐标轴标签和标题。

Matlab的图形绘制基础教程近年来，数据可视化越来越受到人们的关注。

图形绘制成为展示数据的一种重要手段。

而在众多图形绘制工具中，Matlab作为一种独特的科学计算和数据可视化软件，广泛应用于各个领域。

本文将介绍Matlab的图形绘制基础，帮助读者了解如何使用Matlab绘制各种类型的图形。

首先，我们需要了解Matlab中的基本图形对象。

Matlab中最基本的图形对象是“figure”。

通过创建“figure”，我们可以在Matlab界面上建立一个空白的图形窗口。

在这个图形窗口上，我们可以创建各种图形对象，如直线、曲线、散点图等。

要创建一个新的图形窗口，可以使用命令“figure”或者在Matlab界面点击“新建图形”按钮。

绘制图形之前，我们需要了解坐标系的概念。

Matlab中使用的是笛卡尔坐标系，横轴表示自变量，纵轴表示因变量。

通过设置坐标轴的范围和刻度，我们可以更好地展示数据。

要设置坐标轴的范围，可以使用命令“xlim”和“ylim”；要设置坐标轴的刻度，可以使用命令“xticks”和“yticks”。

接下来，我们将介绍如何在Matlab中绘制不同类型的图形。

首先是绘制线条。

Matlab提供了多种绘制线条的函数，如“plot”函数、“line”函数和“plot3”函数等。

其中，“plot”函数在二维平面上绘制折线图，而“plot3”函数在三维空间中绘制曲线图。

通过设置线条的样式、颜色和宽度，我们可以让图形更加美观。

要设置线条的样式，可以使用命令“LineStyle”；要设置线条的颜色，可以使用命令“Color”；要设置线条的宽度，可以使用命令“LineWidth”。

除了线条，我们还可以使用Matlab绘制散点图。

散点图可以直观地展示数据的分布情况。

在Matlab中，可以使用命令“scatter”绘制散点图。

通过设置散点的大小、颜色和形状，我们可以更好地展示数据的特征。

要设置散点的大小，可以使用命令“SizeData”；要设置散点的颜色，可以使用命令“CData”；要设置散点的形状，可以使用命令“Marker”。

提示：可用命令polar 。

3） 空间曲线：(4sin 20)cost,(4sin 20)sint,(020)cos 20,x t y t t z t ⎧=+⎪=+≤≤⎨⎪=⎩； 4） 环面：⎪⎩⎪⎨⎧=+=+=,sin ,sin )cos 1(,cos )cos 1(u z v u y v u x )2,0()2,0(ππ∈∈v u 。

4．建立一个命令M-文件：求所有的“水仙花数”，所谓“水仙花数”是指一个三位数，其各位数字的立方和等于该数本身。

例如，153是一个水仙花数，因为153=13+53+33。

二、实验过程1、1)、实验源代码：syms x;y=(x-1)^7;x=linspace(0.988,1.012,50);y1=subs(y,x);plot(x,y1);syms x;y=expand((x-1)^7);x=linspace(0.988,1.012,50);y2=subs(y,x);plot(x,y2);2）、实验结果及分析：左图为y1的图像，右图为y2的图像，可看出两图有明显的差别，右图为一条连续的曲线，左图则为上下波动的折线，之所以产生这样的差别，应该是分成多项式后，每一项的运算都会损失一些精度，所以最后结果精度损失很大，所以图像就显得不平滑了。

2、1）、实验源代码:x=linspace(-3,3,200);y1=exp(x);plot(x,y1);hold on;y2=1+x;plot(x,y2,'y');y3=1+x+(x.^2)/2;plot(x,y3,'b');y4=1+x+(x.^2)/2+(x.^3)/6;plot(x,y4,'r');title('泰勒公式的验证');legend('y1=e^x','y2=1+x','y3=1+x+(1/2)x^2','y4= 1+x+(1/2)x2+(1/6)x^3') hold off;2）、实验结果及分析：由图像可得，当函数相加的项越多，函数图像越趋近于e^x，由此可验证泰勒公式。

Matlab绘图技巧与实例绘图在科学和工程领域中起着重要的作用，而Matlab作为一种功能强大的数学软件，具有丰富的绘图功能。

本文将介绍一些Matlab的绘图技巧，并通过一些实例来展示其用法和优势。

一、基本的绘图命令Matlab提供了一系列用于绘图的基本函数，最常用的是plot和scatter。

plot函数用于绘制曲线图，而scatter函数则用于绘制散点图。

这两个函数都可以接受多组数据，并且具有丰富的参数设置，可以对图形进行自定义。

例如，我们可以设置线条的颜色、线型和线宽，还可以添加标签和图例等。

二、特殊图形的绘制除了常见的曲线图和散点图外，Matlab还可以绘制一些特殊的图形，如柱状图、饼图和雷达图等。

这些图形可以用于展示不同类型的数据，从而更直观地呈现结果。

例如，柱状图可以用于比较不同组的数据，饼图则可以用于显示百分比等。

在绘制这些特殊图形时，Matlab提供了相应的函数，如bar、pie和polar等，使用这些函数可以轻松实现各种图形的绘制。

三、绘制3D图形Matlab还支持绘制3D图形，通过将数据在三维坐标系中表示，可以更全面地展示数据的分布和关系。

Matlab提供了许多用于绘制3D图形的函数，如plot3、scatter3和surf等。

使用这些函数可以绘制出各种复杂的3D图形，如曲面图、散点云和体积渲染等。

在绘制3D图形时，我们可以设置视角、光照和颜色等参数，从而使图形更加生动逼真。

四、图形的美化与字体设置除了绘图功能外，Matlab还提供了一些功能用于美化图形和设置字体。

通过设置标签和标题的字体、大小和颜色等，可以让图形更加清晰和美观。

此外，Matlab 还支持设置坐标轴的刻度、标签和范围，以及图形的背景颜色和边框样式等。

这些设置可以提高图形的可读性和视觉效果，从而更好地传达数据和结果。

五、图形的输出与保存Matlab不仅可以在软件中生成图形，还可以将图形输出为不同的格式，如图片文件和矢量图等。

实验一：Matlab程序设计及绘图一、实验目的1、掌握 Matlab 软件使用的基本方法；2、熟悉 Matlab 的编程方法；3、熟悉 Matlab 绘图命令及基本绘图控制。

二、实验内容1．基本绘图命令（1）绘制余弦曲线 y=cos(t)，t∈[0，2π]（2）在同一坐标系中绘制余弦曲线 y=cos(t-0.25)和正弦曲线 y=sin(t-0.5)， t∈[0，2π]2．基本绘图控制绘制[0，4π]区间上的 x1=10sint 曲线，并要求：（1）线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号；（2）坐标轴控制：显示范围、刻度线、比例、网络线（3）标注控制：坐标轴名称、标题、相应文本；3．程序设计：找出从2开始的前100个素数，并依次排列显示。

三、实验原理MATLAB环境是一种为数值计算、数据分析和图形显示服务的交互式的环境。

MATLAB有3种窗口，即：命令窗口（The Command Window）、m-文件编辑窗口（The Edit Window）和图形窗口（The Figure Window），而Simulink另外又有Simulink模型编辑窗口。

1．命令窗口（The Command Window）当MATLAB启动后，出现的最大的窗口就是命令窗口。

用户可以在提示符“>>”后面输入交互的命令，这些命令就立即被执行。

在MATLAB中，一连串命令可以放置在一个文件中，不必把它们直接在命令窗口内输入。

在命令窗口中输入该文件名，这一连串命令就被执行了。

因为这样的文件都是以“.m”为后缀，所以称为m-文件。

2．m-文件编辑窗口（The Edit Window）我们可以用m-文件编辑窗口来产生新的m-文件，或者编辑已经存在的m-文件。

在MATLAB主界面上选择菜单“File/New/M-file”就打开了一个新的m-文件编辑窗口；选择菜单“File/Open”就可以打开一个已经存在的m-文件，并且可以在这个窗口中编辑这个m-文件。

实验二 Matlab 的程序设计和基本绘图一、 实验目的1、 熟悉Matlab 绘图命令即基本绘图控制2、 熟悉Matlab 程序设计的基本方法二、 实验内容1、 基本绘图命令 （1） 绘制余弦曲线]2,0[),cos(π∈=t t y （2） 在同一坐标系绘余弦曲线)25.0cos(-=t y 和正弦曲线]2,0[),5.0cos(π∈-=t t y2、 基本绘图命令绘制]4,0[π区间上的曲线，并要求：（1） 线型为点划线，颜色为红色，数据点标记为加号；（2） 坐标轴控制：显示范围、刻度线、比例、网络线；（3） 标注控制：坐标轴名称、标题、相应文本；3、 基本程序设计（1） 编写命令文件：计算200021<+++n 时最大的n 值；（2） 编写函数文件：分别用for 和while 循环结构编写程序，求2的0到n 次幂的和；（3） 如果想对一个变量x 自动赋值，当从键盘输入y 或Y 时，x 自动赋为1；当从键盘输入n 或N 时，x 自动赋为0；输入其他字符时终止程序；三、 课后练习1、设x x x y cos 1sin 35.02⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=，在π2~0=x 区间取101点，绘制函数的曲线。

2、已知213221),2cos(,y y y x y x y ⨯===，完成下列操作：（1） 在同一坐标系下用不同的颜色和线型绘制三条曲线。

（2） 以子图形式绘制三条曲线。

3、已知⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>++≤+=0)1ln(21022x x x x e x y π 在55≤≤-x 区间绘制函数曲线。

4、 绘制两个球面，其中一个球在另一个球里面，将外面的球裁掉一部分，使得能看见里面的球。

5、计算。

其中1,)12()!(2)!2(54163134arcsin ,arcsin 122252<+++⨯⨯⨯⨯+⨯+≈+x n x n n x x x x x n n x 为输入参数，当x 不满足条件时就不计算，并显示提示；当12+n x 前的系数<0.00001时，则循环结束。

Matlab绘图及程序设计实验⽬的：1.掌握Matlab的控制语句2.熟悉数组运算3.Matlab图形处理功能4.Matlab程序初步设计实验要求：1.学习了解Matlab的控制语句，for,while,if等2.练习数组的运算，如加减乘，变维，矩阵的逆等3.练习⼆维，三维图形的画图和处理实验内容：1.MATLAB的控制流（语句）：顺序结构、if-else-end分⽀结构、swtich-case、try-catch结构、for循环结构、while循环结构。

2.数组的运算：数组的创建和操作、数组的常见运算。

3.图形绘制：离散数据及离散函数、连续函数。

4.设计⼀个多项式估值程序。

实验步骤： 1.顺序结构是MATLAB程序中最基本的结构，表⽰程序中的各种操作是按照他们出现的先后顺序执⾏的。

例如，计算矩形⾯积，输⼊如下代码： 快捷键【Crtl+S】保存，⾃命名“Untitled”（可⾃⼰定义名称）单击⼯具栏上的“运⾏”图标，结果如下： if-else-end指令为程序提供了⼀种分⽀结构，该结构的形式根据实际情况的不同⽽不同。

分⽀结构的简单运⽤⽰例： 调⽤该程序，输⼊x的值，得到如下结果： switch-case语句执⾏基于变量或表达式值的语句组，关键字case和otherwise⽤于描述语句组，只执⾏第⼀个匹配的情形。

⽤到switch则必须⽤end搭配。

求任意底数的对数函数值⽰例： 结果如下： for循环结构是针对⼤型运算相当有效的运算⽅法，for循环重复执⾏⼀组语句⼀个预先给定的次数，匹配end描述该语句。

利⽤for循环求解从1加到100的和： 2.数组的创建和操作：在MATLAB中⼀般使⽤⽅括号“[ ]”、逗号“,”、空格和分好“;”来创建数组，数组中同⼀⾏的元素使⽤逗号或空格进⾏隔开，不同⾏之间⽤分好进⾏分隔。

创建空数组、⾏向量、列向量⽰例： 在数组的常见运算，加减乘除⽰例： 结果部分截图： 3.离散数据，⼀个⼆元实数标量对(x,y)可以⽤平⾯上的点来表⽰。

实验三 MATLAB 的图形绘制和程序设计一、实验目的1．学习 MATLAB 图形绘制的基本方法；2．熟悉和了解 MATLAB 图形绘制程序编辑的基本指令；3. 熟悉 MATLAB 程序编辑与设计环境；4. 掌握各种编程语句语法规则及程序设计方法二、实验内容1.在同一图形窗口中绘制12()sin(2),()cos(2),02y t t y t t t π==<<的函数曲线（标记两条曲线的颜色、线型和数据点），添加标题和网格线，并分别应用text 、gtext 、legend 指令进行相应的文字标注。

（参考例2-17） t=0:pi/36:2*pi;y1=sin(2*t);y2=cos(2*t);plot(x,y1,'b:.')hold onplot(x,y2,'k:*')legend('y1=sin(2*t)','y2=con(2*t)')gtext('y1=sin(2*t)')gtext('y2=con(2*t)')text(1,0.5,'（1,0.5）')xlabel('x'),ylabel('y')title('同一窗口下显示sin （），cos （）曲线')grid2.在两个窗口中分别绘制12()2sin(2),()cos(3),02y t t y t t t π==<<，并对坐标进行标注、添加标题和网格线。

t=0:pi/36:2*pi;y1=sin(2*t);figure(1);plot(x,y1,'r:.');title('y1=sin(t)')grid;xlabel('x');ylabel('y1');y2=cos(2*t);figure(2);plot(x,y1,'k:*');title('y2=cos(t)')grid;xlabel('x');ylabel('y2');3.将一个图形窗口分割为四个显示窗口，分别绘制1 2 3 4()sin(2)()cos(3)02 ()sin(2)cos(3)()sin(2)cos(3)y t ty t tt y t t ty t t t π=⎧⎪=⎪<<⎨=+⎪⎪=-⎩的图形。