matlab二维平面图形的绘制

Matlab 建模训练3 图形绘制一、学习二维平面图形的描绘方法1、 在同一窗口绘制正、余弦函数的图形。

2、绘制三叶玫瑰线r=sin(3θ)3、绘制分段函数311012≤≤≤≤⎩⎨⎧+=x x xx y 的图形。

二、学习空间曲线的绘制1、sin cos cos ,06sin ,06.x t t x t ty t t t y t t t z t z tππ==⎧⎧⎪⎪=≤≤=≤≤⎨⎨==⎪⎪⎩⎩及2、 绘制空间曲线sin ,cos ,x t t y t z ===三、学习空间曲面的绘制例 绘制函数sin z x =4个子图的不同特征。

[X,Y]=meshgrid(-4:0.2:4); Z=X.*sin(sqrt(X.^2+Y .^2)); subplot(2,2,1) mesh(Z)subplot(2,2,2) mesh(X,Y ,Z) subplot(2,2,3)surf(X,Y,Z)subplot(2,2,4)surfc(X,Y,Z)ezsurf命令彩色表面图，调用格式与ezmesh相同。

二维图形的视例 分别用命令ezmesh(22,22x y -≤≤-≤≤)和ezsurf(04,14x y ≤≤-≤≤)作函数例 绘制函数22xy z xe --=的图形，并在各坐标设置点观察图形。

功能在默认区域0,2x y π≤≤上画z=f(x,y)高线图,a x y b ≤≤上画z=f(x,y)的等高线图,a x b c y d ≤≤≤≤上画z=f(x,y)例 绘制函数sin cos(),,,,2222z x x y x y ππππ⎡⎤⎡⎤=++∈-∈-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦的二维等高线和填充等高线。

例 绘制多峰函数()()()222222211351311053x y x y x y x z x ex y e e--+-+---⎛⎫=----- ⎪⎝⎭，在[][],,,x y ππππ∈-∈-上的图形以及二维等高线、二维填充等高线和三维等高线的图形。

Matlab绘图强大的绘图功能是Matlab的特点之一，Matlab提供了一系列的绘图函数，用户不需要过多的考虑绘图的细节，只需要给出一些基本参数就能得到所需图形，这类函数称为高层绘图函数。

此外，Matlab还提供了直接对图形句柄进行操作的低层绘图操作。

这类操作将图形的每个图形元素（如坐标轴、曲线、文字等）看做一个独立的对象，系统给每个对象分配一个句柄，可以通过句柄对该图形元素进行操作，而不影响其他部分。

本章介绍绘制二维和三维图形的高层绘图函数以及其他图形控制函数的使用方法，在此基础上，再介绍可以操作和控制各种图形对象的低层绘图操作。

一．二维绘图二维图形是将平面坐标上的数据点连接起来的平面图形。

可以采用不同的坐标系，如直角坐标、对数坐标、极坐标等。

二维图形的绘制是其他绘图操作的基础。

一．绘制二维曲线的基本函数在Matlab中，最基本而且应用最为广泛的绘图函数为plot，利用它可以在二维平面上绘制出不同的曲线。

1．plot函数的基本用法plot函数用于绘制二维平面上的线性坐标曲线图，要提供一组x坐标和对应的y坐标，可以绘制分别以x和y为横、纵坐标的二维曲线。

plot函数的应用格式plot(x,y) 其中x,y为长度相同的向量，存储x坐标和y坐标。

例51 在[0 , 2pi]区间，绘制曲线程序如下：在命令窗口中输入以下命令>> x=0:pi/100:2*pi;>> y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);>> plot(x,y)程序执行后，打开一个图形窗口，在其中绘制出如下曲线注意：指数函数和正弦函数之间要用点乘运算，因为二者是向量。

例52 绘制曲线这是以参数形式给出的曲线方程，只要给定参数向量，再分别求出x,y向量即可输出曲线：>> t=-pi:pi/100:pi;>> x=t.*cos(3*t);>> y=t.*sin(t).*sin(t);>> plot(x,y)程序执行后，打开一个图形窗口，在其中绘制出如下曲线以上提到plot函数的自变量x,y为长度相同的向量，这是最常见、最基本的用法。

MATLAB绘图与图形处理人们很难从一大堆原始的数据中发现它们的含义，而数据图形恰能使视觉感官直接感受到数据的许多内在本质，发现数据的内在联系。

MATLAB可以表达出数据的二维，三维，甚至四维的图形。

通过图形的线型，立面，色彩，光线，视角等属性的控制，可把数据的内在特征表现得淋漓尽致。

下面我们分别介绍图形的命令。

7.1 二维图形7.1.1 基本平面图形命令命令1 plot功能线性二维图。

在线条多于一条时，若用户没有指定使用颜色，则plot循环使用由当前坐标轴颜色顺序属性（current axes ColorOrder property）定义的颜色，以区别不同的线条。

在用完上述属性值后，plot又循环使用由坐标轴线型顺序属性（axes LineStyleOrder property）定义的线型，以区别不同的线条。

用法plot(X,Y) 当X,Y均为实数向量，且为同维向量（可以不是同型向量），X=[x(i)]，Y=[y(i)]，则plot(X,Y)先描出点(x(i)，y(i))，然后用直线依次相连；若X，Y为复数向量，则不考虑虚数部分。

若X，Y均为同维同型实数矩阵，X = [X(i)]，Y = [Y(i)]，其中X(i),Y(i)为列向量，则plot(X,Y)依次画出plot(X(i),Y(i))，矩阵有几列就有几条线；若X，Y中一个为向量，另一个为矩阵，且向量的维数等于矩阵的行数或者列数，则矩阵按向量的方向分解成几个向量，再与向量配对分别画出，矩阵可分解成几个向量就有几条线；在上述的几种使用形式中，若有复数出现，则复数的虚数部分将不被考虑。

plot(Y) 若Y为实数向量，Y的维数为m，则plot(Y)等价于plot(X,Y)，其中x=1：m；若y 为实数矩阵，则把y按列的方向分解成几个列向量，而y 的行数为n，则plot(Y)等价于plot(X,Y)其中x=[1;2;…;n]；在上述的几种使用形式中，若有复数出现，则复数的虚数部分将不被考虑。

第二讲MatLab图形绘制功能一、二维平面图形基本绘图函数hold on 命令用于在已画好的图形上添加新的图形plot是绘制一维曲线的基本函数，但在使用此函数之前，我们需先定义曲线上每一点的x及y座标。

下例可画出一条正弦曲线：x=0:0.001:10; % 0到10的1000个点的x座标y=sin(x); % 对应的y座标plot(x,y); % 绘图Y=sin(10*x);plot(x,y,'r:',x,Y,'b') % 同时画两个函数若要改变颜色，在座标对後面加上相关字串即可：x=0:0.01:10;plot(x,sin(x),'r')若要同时改变颜色及图线型态（Line style），也是在坐标对後面加上相关字串即可：plot(x,sin(x),'r*')用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数来调整图轴的范围axis([0,6,-1.5,1])MATLAB也可对图形加上各种注解与处理：xlabel('x轴'); % x轴注解ylabel('y轴'); % y轴注解title('余弦函数'); % 图形标题legend('y = cos(x)'); % 图形注解gtext('y = cos(x)'); % 图形注解 ,用鼠标定位注解位置grid on; % 显示格线fplot的指令可以用来自动的画一个已定义的函数分布图，而无须产生绘图所须要的一组数据做为变数。

其语法为fplot('fun',[xmin xmax ymin ymax])，其中fun 为一已定义的函数名称，例如sin, cos等等；而xmin, xmax, ymin, ymax则是设定绘图横轴及纵轴的下限及上限。

以下的例子是将一函数 f(x)=sin(x)/x 在-20<x<20,-0.4<y<1.2之间画出：>> fplot('sin(x)./x',[-20 20 -0.4 1.2])【例】画椭圆1232222=+y xa = [0:pi/50:2*pi]';%角度 π20- X = cos(a)*3; %参数方程 Y = sin(a)*2;plot(X,Y);xlabel('x'), ylabel('y'); title('椭圆')图形窗口的分割一般用命令subplot: subplot(2,2,1);subplot(2,3,4);MATLAB还有其他各种二维绘图函数，以适合不同的应用，详见下表。

强大的绘图功能是Matlab的特点之一，Matlab提供了一系列的绘图函数，用户不需要过多的考虑绘图的细节，只需要给出一些基本参数就能得到所需图形，这类函数称为高层绘图函数。

此外，Matlab还提供了直接对图形句柄进行操作的低层绘图操作。

这类操作将图形的每个图形元素（如坐标轴、曲线、文字等）看做一个独立的对象，系统给每个对象分配一个句柄，可以通过句柄对该图形元素进行操作，而不影响其他部分。

本章介绍绘制二维和三维图形的高层绘图函数以及其他图形控制函数的使用方法，在此基础上，再介绍可以操作和控制各种图形对象的低层绘图操作。

一．二维绘图二维图形是将平面坐标上的数据点连接起来的平面图形。

可以采用不同的坐标系，如直角坐标、对数坐标、极坐标等。

二维图形的绘制是其他绘图操作的基础。

一．绘制二维曲线的基本函数在Matlab中，最基本而且应用最为广泛的绘图函数为plot，利用它可以在二维平面上绘制出不同的曲线。

1．plot函数的基本用法plot函数用于绘制二维平面上的线性坐标曲线图，要提供一组x坐标和对应的y坐标，可以绘制分别以x和y为横、纵坐标的二维曲线。

plot函数的应用格式plot(x,y) 其中x,y为长度相同的向量，存储x坐标和y坐标。

例51 在[0 , 2pi]区间，绘制曲线程序如下：在命令窗口中输入以下命令>> x=0:pi/100:2*pi;>> y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);>> plot(x,y)程序执行后，打开一个图形窗口，在其中绘制出如下曲线注意：指数函数和正弦函数之间要用点乘运算，因为二者是向量。

例52 绘制曲线这是以参数形式给出的曲线方程，只要给定参数向量，再分别求出x,y向量即可输出曲线：>> t=-pi:pi/100:pi;>> x=t.*cos(3*t);>> y=t.*sin(t).*sin(t);>> plot(x,y)程序执行后，打开一个图形窗口，在其中绘制出如下曲线以上提到plot函数的自变量x,y为长度相同的向量，这是最常见、最基本的用法。

Matlab绘图强大的绘图功能是Matlab的特点之一，Matlab提供了一系列的绘图函数，用户不需要过多的考虑绘图的细节，只需要给出一些基本参数就能得到所需图形，这类函数称为高层绘图函数。

此外，Matlab还提供了直接对图形句柄进行操作的低层绘图操作。

这类操作将图形的每个图形元素(如坐标轴、曲线、文字等)看做一个独立的对象,系统给每个对象分配一个句柄，可以通过句柄对该图形元素进行操作,而不影响其他部分。

本章介绍绘制二维和三维图形的高层绘图函数以及其他图形控制函数的使用方法,在此基础上，再介绍可以操作和控制各种图形对象的低层绘图操作。

一．二维绘图二维图形是将平面坐标上的数据点连接起来的平面图形。

可以采用不同的坐标系，如直角坐标、对数坐标、极坐标等。

二维图形的绘制是其他绘图操作的基础.一．绘制二维曲线的基本函数在Matlab中，最基本而且应用最为广泛的绘图函数为plot，利用它可以在二维平面上绘制出不同的曲线。

1．plot函数的基本用法plot函数用于绘制二维平面上的线性坐标曲线图，要提供一组x坐标和对应的y坐标，可以绘制分别以x和y为横、纵坐标的二维曲线。

plot函数的应用格式plot(x，y) 其中x，y为长度相同的向量，存储x坐标和y坐标。

例51 在[0 ，2pi］区间，绘制曲线程序如下:在命令窗口中输入以下命令〉〉x=0：pi/100：2＊pi；>〉y=2*exp（-0。

5*x).*sin（2*pi*x)；>> plot（x,y）程序执行后，打开一个图形窗口，在其中绘制出如下曲线注意：指数函数和正弦函数之间要用点乘运算，因为二者是向量。

例52 绘制曲线这是以参数形式给出的曲线方程，只要给定参数向量，再分别求出x,y向量即可输出曲线：〉〉t=-pi：pi/100:pi;〉> x=t.*cos(3*t）;>> y=t.*sin（t）.*sin（t)；>〉plot（x，y）程序执行后，打开一个图形窗口，在其中绘制出如下曲线以上提到plot函数的自变量x,y为长度相同的向量，这是最常见、最基本的用法。

matlab中plot的作用
Matlab中的plot函数是用于绘制二维图形的重要工具，它可以将数据点连接起来形成一条曲线或折线，提供了一种直观的方式来展示数据及其关系。

下面是plot函数的详细作用：
1. 绘制二维图形：plot函数可以根据给定的数据点，在二维平面上绘制出相应的曲线或折线图。

用户可以通过调整坐标轴范围、颜色、线型等参数，使得图像更加美观和易于理解。

2. 可视化数据：通过plot函数，用户可以将数据可视化，以便更好地理解和分析数据。

例如，用户可以通过对不同颜色和标记符号进行设置，将不同类型的数据点区分开来。

3. 分析数据：通过对plot函数生成的图像进行分析，用户可以了解到数据之间存在的关系和趋势。

例如，在一条曲线中出现的峰值可能表示某些特殊事件发生的时间或位置。

4. 与其他Matlab函数结合使用：plot函数还可以与其他Matlab函数结合使用，例如legend、xlabel、ylabel等。

这些函数可以为图像添加标题、标签和注释等信息，从而使得图像更加具有可读性和可理解性。

5. 保存图像：在生成了满意的二维图形后，用户还可以使用Matlab 提供的保存图像函数，将图像保存为各种格式的文件，例如png、jpg 等。

这些文件可以用于后续的分析和展示。

总之，plot函数是Matlab中非常重要的二维图形绘制工具，它可以帮助用户可视化数据、分析数据、与其他函数结合使用，并且可以方便地保存图像。

Matlab⼊门教程-⼆维绘图[z] MATLAB不但擅长於矩阵相关的数值运算，也适合⽤在各种科学⽬视表⽰（Scientific visualization）。

本节将介绍MATLAB基本xy平⾯及xyz空间的各项绘图命令，包含⼀维曲线及⼆维曲⾯的绘制、列印及存档。

plot是绘制⼀维曲线的基本函数，但在使⽤此函数之前，我们需先定义曲线上每⼀点的x及y座标。

下例可画出⼀条正弦曲线：close all; x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100个点的x座标y=sin(x); % 对应的y座标plot(x,y);====================================================⼩整理：MATLAB基本绘图函数plot: x轴和y轴均为线性刻度（Linear scale）loglog: x轴和y轴均为对数刻度（Logarithmic scale）semilogx: x轴为对数刻度，y轴为线性刻度semilogy: x轴为线性刻度，y轴为对数刻度====================================================若要画出多条曲线，只需将座标对依次放⼊plot函数即可：plot(x, sin(x), x, cos(x));若要改变颜⾊，在座标对后⾯加上相关字串即可：plot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g');若要同时改变颜⾊及图线型态（Line style），也是在座标对后⾯加上相关字串即可：plot(x, sin(x), 'co', x, cos(x), 'g*');====================================================⼩整理：plot绘图函数的叁数字元颜⾊字元图线型态y 黄⾊ . 点k ⿊⾊ o 圆w ⽩⾊ x xb 蓝⾊ + +g 绿⾊ * *r 红⾊ - 实线c 亮青⾊ : 点线m 锰紫⾊ -. 点虚线-- 虚线====================================================图形完成后，我们可⽤axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数来调整图轴的范围：axis([0, 6, -1.2, 1.2]);此外，MATLAB也可对图形加上各种注解与处理：xlabel('Input Value'); % x轴注解ylabel('Function Value'); % y轴注解title('Two Trigonometric Functions'); % 图形标题legend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 图形注解grid on; % 显⽰格线我们可⽤subplot来同时画出数个⼩图形於同⼀个视窗之中：subplot(2,2,1); plot(x, sin(x));subplot(2,2,2); plot(x, cos(x));subplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));subplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));MATLAB还有其他各种⼆维绘图函数，以适合不同的应⽤，详见下表。

MATLAB 的二维绘图基础了解了MATLAB 的矩阵和向量概念与输入方法之后，MATLAB 的二维绘图再简单也不过了。

假设有两个同长度的向量 x 和y, 则用plot(x,y) 就可以自动绘制画出二维图来。

如果打开过图形窗口，则在最近打开的图形窗口上绘制此图，如果未打开窗口，则开一个新的窗口绘图。

〖例〗正弦曲线绘制：>> t=0:.1:2*pi;%生成横坐标向量，使其为0,0.1,0.2,...,6.2y=sin(t); % 计算正弦向量plot(t,y) %绘制图形这样立即可以得出如图所示的二维图[4.1(a)]plot() 函数还可以同时绘制出多条曲线，其调用格式和前面不完全一致，但也好理解。

>> y1=cos(t); plot(t,y,t,y1); %或plot(t,[y; y1]), 即输出为两个行向量组成的矩阵。

图形见 4.1(b)。

plot() 函数最完整的调用格式为：>> plot(x1,y1,选项1, x2,y2, 选项2, x3,y3, 选项3, ...)其中所有的选项如表 4.1 所示。

一些选项可以连用，如'-r' 表示红色实线。

由MATLAB 绘制的二维图形可以由下面的一些命令简单地修饰。

如>> xlabel('字符串') % 给横坐标轴加说明>> ylabel('字符串') % 给纵坐标轴加说明，%并自动旋转90度>> title('字符串') % 给整个图形加图题得出的图形如右图所示。

axis() 函数可以手动地设置x,y 坐标轴范围还可以使用plotyy() 函数绘制具有两个纵坐标刻度的图形。

坐标系的分割在MATLAB 图形绘制中是很有特色的，比较规则的分割方式是用subplot() 函数定义的，其标准调用格式为subplot(n,m,k)其中，n 和m 为将图形窗口分成的行数和列数，而k 为相对的编号。

5．如何用plot 命令绘平面图形？plot 是MATLAB绘制出函数的图形。

用应的函数值，其基本调用格式有下面几种：(1) plot(X ,Y) 绘制出以X = [x1 x2 … xn]为横坐标，以Y =[y1 y2 … yn]为纵坐标的平面上点的连线图；(2)plot(Y) 绘出以Y =[y1 y2 … yn]为纵坐标，X =[1 2 … n]为横坐标的二维图形；(3) plot(X1,Y1,X2,Y2)同时绘出两个函数表(X1, Y1)及(X2, Y2)所描述的函数；(4) plot(x,y,’s’) 中的选项s可以控制图形的颜色及图形的线方式(或点方式)。

表1-3例如，要绘制正弦函数在[0, 2π ] 内变化的曲线，可以先确定出0 到2π 之间，间隔为0.2 的一组自变量数据，然后计算正弦函数在这些点处的函数值，最后根据所得数据绘制出函数图形。

x=0： 0.2： 2*pi；y=sin(x)；plot(x，y，‘--b’)可以使用grid on命令显示网格线，xlabel（‘x’）添加坐X轴标签，ylabel(‘y/z’)添加Y轴标签，title（‘y=sin（x）/z=cos(x)’）添加标题，多图像显示时使用legend（‘sin（x）’，‘cos（x）’）显示图例。

x = 0:0.2:2*pi;y = sin(x);z = cos(x);plot(x,y,'-b',x,z,'--r'),gridon,xlabel('x'),ylabel('y/z'),title('y=sin(x)/z=cos(x)'),legend('sin(x )','cos(x)')。