《数学应用软件》试验(三)【MATLAB图形绘制基础】

MATLAB图形绘制工具箱的使用方法引言：MATLAB是一种强大的科学计算软件，具备丰富的绘图功能。

作为其中的一个重要组成部分，图形绘制工具箱使得用户能够通过一系列简单的操作来创建、编辑和美化各种图形。

本文将介绍MATLAB图形绘制工具箱的使用方法，帮助读者更好地掌握这个功能强大的绘图工具。

一、图形绘制基础在使用MATLAB图形绘制工具箱之前，我们首先需要了解一些基础知识。

MATLAB图形绘制工具箱支持各种类型的图形绘制，包括线图、散点图、柱状图、饼图等等。

我们可以通过使用不同的函数来创建不同类型的图形。

例如，使用plot函数可以绘制线图，scatter函数可以绘制散点图，bar函数可以绘制柱状图，pie函数可以绘制饼图等。

二、创建简单的线图线图是最常见也是最基础的图形类型之一。

在MATLAB中，我们可以通过plot函数来创建线图。

例如，以下代码将绘制一条简单的直线：```matlabx = 0:0.1:10;y = sin(x);plot(x, y);```后，利用sin函数计算了每个x对应的y值，并将其保存在变量y当中。

最后，通过plot函数将x和y传递进去，即可绘制出一条sin函数的曲线。

三、美化图形在创建完基本的图形之后，我们可以通过一系列的操作来美化图形，使其更具吸引力。

MATLAB图形绘制工具箱提供了许多函数来帮助我们实现这个目标。

例如，我们可以使用xlabel函数和ylabel函数来给x轴和y轴添加标签，使用title函数来添加图形标题。

此外，我们还可以通过设置线条颜色、线型、线宽等属性，以及添加网格、坐标轴等来进一步定制图形的样式。

四、创建多个子图有时候，我们希望在一个图像窗口中绘制多个图形，以便进行对比或者展示多个数据。

MATLAB图形绘制工具箱提供了subplot函数来实现这一功能。

通过subplot函数，我们可以将整个图像窗口划分为多个小格子，并在每个小格子中绘制不同的图形。

Matlab图形绘制技巧与实例展示一、介绍Matlab是一种功能强大的计算机软件，常用于科学计算和数据可视化分析。

其中，图形绘制是Matlab的一项重要功能，能够直观地展示数据和结果。

本文将探讨一些Matlab图形绘制的技巧，并通过实例展示其应用。

二、基础图形绘制Matlab提供了多种基础图形绘制函数，如plot、scatter、bar等。

这些函数可以用来绘制折线图、散点图、柱状图等常见图形。

例如我们可以使用plot函数绘制一个简单的折线图：```matlabx = 1:10;y = [1, 2, 3, 4, 5, 4, 3, 2, 1, 0];plot(x, y);```运行以上代码，就可以得到一个由点连接而成的折线图。

通过修改x和y的取值，可以得到不同形状和样式的折线图。

三、图形修饰在绘制图形时，我们通常需要添加标题、坐标轴标签、图例等进行修饰。

Matlab提供了相应的函数，如title、xlabel、ylabel、legend等。

下面是一个例子：```matlabx = 1:10;y = [1, 4, 9, 16, 25, 16, 9, 4, 1, 0];plot(x, y);title('Parabolic Curve');xlabel('X-axis');ylabel('Y-axis');legend('Curve');```执行以上代码，我们得到一个带有标题、坐标轴标签和图例的折线图。

四、子图绘制有时候，我们希望在一幅图中同时显示多个子图，以便比较它们之间的关系。

Matlab提供了subplot函数来实现这个功能。

下面是一个例子：```matlabx = 1:10;y1 = [1, 2, 3, 4, 5, 4, 3, 2, 1, 0];y2 = [0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1];subplot(2, 1, 1);plot(x, y1);title('Subplot 1');subplot(2, 1, 2);plot(x, y2);title('Subplot 2');通过subplot函数，我们将一幅图分为两个子图，并在每个子图中绘制不同的折线图。

Matlab绘图基础平台：Win7 64 bit，Matlab R2014a(8.3) Matlab绘图功能强⼤，本⽂以“图解Matlab绘图”的形式介绍Matlab绘图的常⽤元素。

1.以图识图 在Matlab中新建⼀个矩阵，在左侧⼯作区窗⼝中选中这个变量，点击菜单“绘图”，即可以查看Matlab的各种图形：点击“显⽰更多”⼩箭头：点击左下⾓“⽬录”按钮：从这⾥可以看到所有Matlab的图形。

另外，从Matlab R2014a帮助⽂档的“Types of MATLAB Plots”（搜索即可）中也可以看到Matlab⽀持的所有图形。

我的另⼀篇博⽂也总结了Matlab的所有绘图函数——。

这⾥想说的是，数据可视化的⽬的本来就是让⼈易于理解数据，学习Matlab绘图也是这样，应该以⼀种直观的、图形的、易于理解的⽅式进⾏（本⽂努⼒做到这点）。

其实，如果只是要⽤Matlab绘图，并⾮要系统掌握Matlab绘图相关语法，只需要了解各个绘图函数的输⼊数据格式，其他的如坐标轴控制、注解、颜⾊图等都可以通过在窗⼝中进⾏图形界⾯上的操作进⾏，毕竟，没有必要把时间浪费在记忆⼤量的语法上。

2.输⼊数据格式 Matlab⾯向数学处理，输⼊数据格式也是数学风格的，⽐如对于平⾯上的点集（点数组），Matlab⽤两个⼀维数组来表⽰：x,y，这样第i个点的坐标就是(x(i),y(i))。

这对于程序员来说可能有些不适应，因为⾯向对象程序设计思想要求封装性，也就是要将⼀个点的x,y坐标放在⼀起构成Class“点”，然后⽤“点”这个类型来声明数组。

所以在使⽤Matlab绘图功能时最好尽量⽤数学的思维⽅式，⽽不是编程思维。

要查看绘图函数的调⽤格式，请⽤“help xxx”指令，下⾯是⼀个例⼦： 在说具体数据格式之前，先要说⼀下“采样”和“插值”。

这⾥说的Matlab绘图，很多是要绘制连续函数的图像，计算机存储空间有限，连续（⽆限）的定义域要被“采样”或者说“离散化”之后才能处理，⽽在绘制时，为了显⽰连续的的曲线或曲⾯，⽽不是仅仅绘制⼀系列点，需要进⾏“插值”，最常见的插值就是线性插值。

MATLAB实习报告这学期进行了MATLAB的实习，在为期几天的实习中，大家实习了MATLAB基本操作、值数组及其运算、ATLAB图形绘制基础和SIMULINK仿真基础。

同时通过这些也了解了MATLAB的基本情况和它的众多优点。

一、MATLAB的基本情况和优点MATLAB是主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。

它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。

它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。

MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB 来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB 也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。

在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。

可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用。

二、实习内容实习内容一： MATLAB基本操作实习内容二：数值数组及其运算实习内容三： MATLAB图形绘制基础实习内容四：SIMULINK仿真基础三、MATLAB实习过程1、掌握MATLAB操作过程1、进入MATLAB的开发环境。

方法一：点击桌面上的快捷方式或matlab\文件夹下的快捷方式图标。

Matlab绘图教程Matlab提供了很多种不同的技术来展示数字图像，交互式的工具可以达到揭示你重要数据信息的结果，你可以通过做注释以及打印来保存图像，或者以标准格式来导出图像到web浏览器或者媒体中。

7L'Z$]9v0r'I!s!o0m图像绘制的过程数据图形化的操纵必须引进大量的操纵。

1、创建图像你选择要创建的图形类型由两部分决定：一方面是数据的原样、另外一方面就是你想通过数据展示什么。

Matlab预先定义了很多图形类型：比如直线、直方图、柱状图和饼状图。

同时还有3-D图形。

用户可以通过两种方法来创建图形：8j9_+f6_7k1@+C7C%o(1)利用绘图工具来绘制交互式的图形(2)利用命令接口通过在命令窗口键进命令或者编写函数来绘制图形你可以发现把两者融合在一起是相当有效的。

比如：你可以通过命令方式来绘制基本图形，然后再通过绘图工具来改变图形。

4I$]'P-t%O%F2、探索数据一旦你创建了一个图形，你就可以从图形中提取指定的信息，比如一个图形的最高点的数据量、一组数据的均匀值等等。

3、编辑图形控件图形由各种对象组成，用户可以修改它的的部分属性，这些属性影响了部分组件的显示和行为。

!s1T0}(L+w2~:~+w比如一个被定义为图形相关系统的轴有以下几种属性：轴的定义域、颜色、标准等。

一条直线有以下属性：颜色等。

-N$c;?"U9H6f4、图形注释%u9t:Z$p#q2h4@%q注释是通过把文本、箭头符号、图像标号以及标签添加到图形中来使得用户了解图形的重要信息。

当你想表现出给其他用户看或者想保存图像为以后引用，那么你就可以代表性的添加注释。

"x*c7F)R0@5、打印和导出图形你可以在任意的连接在计算机上的打印机上打印图形。

导出图形意味着你创建了一标准格式存储的样本，比如：TIF\JPEG\EPS\然后你在以后的文档处理过程中、或者在HTML文档中导进这些图形。

MATLAB画图——基础篇MATLAB画图——基础篇在MATLAB使⽤的过程中，学会画图是⼀项必要的技能。

在这⾥，我总结了部分简单的画图函数，同时附上代码（本⽂中的程序为了⽅便给出的数据都很简单，⼤家可以⾃⼰去尝试其他数据）。

这对刚刚开始接触MATLAB的⼩⽩来说，我认为还是很有帮助的。

⽂章⽬录⼀、plot（）函数1.⼆维图形（1）绘图选项线型颜⾊标记符号-实线b蓝⾊.点s⽅块：虚线g绿⾊o圆圈d菱形.-点划线r红⾊x叉v朝下三⾓符号-双划线c青⾊+加号^朝上三⾓符号m品红*星号<朝左三⾓符号y黄⾊>朝右三⾓符号p五⾓星k⿊⾊h六⾓星w⽩⾊（2）图形的辅助标注和窗⼝的分割title（图形说明）xlabel（x轴说明）ylabel（y轴说明）text（x，y图形说明）——在x，y轴处添加⽂字说明legend（图例⼀，图例⼆，…）subplot（m，n，p）——将绘图区域分割成m*n个⼦区域，并按照⾏从左⾄ 右，从上⾄下依次编号。

p表⽰第p个绘图⼦区域。

注意：如果是要两个图画到同⼀个坐标⾥⾯，则在两个plot函数之间添加⼀⾏hold on（3）格式plot（x）——缺省⾃变量绘图格式plot（x，y）——基本格式。

以y（x）的函数关系作图。

如果y是n*m的矩 阵，则x为⾃变量，作出m条曲线。

plot（x1，y1，x2，y2，…，xn，yn）——多条曲线绘图格式plot（x1，y1，选项1，x2，y2，选项2，…，xn，yn，选项n）——含选项的绘图格式x1=[1 2 3 4 5 6 7 8 9];x2=[2 4 6 8 10 12 14 16 18];y1=[1 4 9 16 25 36 49 64 81];y2=[18 16 14 12 10 8 6 4 2];subplot(4,1,1);plot(x1);title('例⼀');xlabel('⾃变量');ylabel('因变量');subplot(4,1,2);plot(x1,y1);title('例⼆');xlabel('⾃变量');ylabel('因变量');subplot(4,1,3);plot(x1,y1,x2,y2);title('例三');xlabel('⾃变量');ylabel('因变量');subplot(4,1,4);plot(x1,y1,'m+',x2,y2,'c*');title('例四');xlabel('⾃变量');ylabel('因变量');2.三维图形（1）格式plot3（x1，y1，z1，‘选项⼀’，x2，y2，z1，‘选项⼆’，…）x，y，z是长度相同的向量：⼀条曲线x，y，z是维度相同的矩阵：多条曲线（2）⽹格矩阵⽣成函数：meshgrid[X,Y]=meshgrid(x,y)x，y是给定的向量，X,Y是⽹格划分后得到的⽹格矩阵注意，这个函数⽤来⽣成⽹格矩阵，不是直接⽤来画图的，配合mesh使⽤。

MATLAB中的图形绘制技巧概述：MATLAB是一种用于科学计算和数据可视化的强大工具，它提供了丰富的图形绘制功能，使用户能够清晰地展示和分析数据。

本文将介绍一些MATLAB中的图形绘制技巧，帮助读者更加熟悉和灵活运用这些功能。

一、基本图形绘制1.折线图(Line Plot)：折线图是用于显示随时间、变量或其他条件变化而变化的数据的理想选择。

例如，假设我们想要展示一段时间内气温的变化趋势，可以使用MATLAB中的plot 函数来生成折线图。

通过在X轴上放置时间（日期）或变量，将温度值绘制在Y 轴上，我们可以清晰地看到气温的变化。

2.散点图(Scatter Plot)：散点图用于观察两个连续变量之间的关系。

在MATLAB中，可以使用scatter 函数生成散点图。

例如，我们可以绘制一个散点图来观察身高和体重之间的关系，每个点代表一个人，x轴表示身高，y轴表示体重。

通过观察图形，我们可以直观地看到身高和体重之间是否存在某种关联。

3.柱状图(Bar Plot)：柱状图适用于对各个组或类别之间的数值进行比较。

使用bar函数可以在MATLAB中绘制柱状图。

例如，如果我们想要比较不同地区的人口数量，可以使用柱状图将不同地区的人口数量以柱状图的形式展示出来。

不同地区的柱状图高度不同，可以直观地看到不同地区的人口数量差异。

4.饼图(Pie Chart)：饼图用于表示不同类别之间的比例关系，MATLAB中的pie函数可以用来生成饼图。

例如，我们可以使用饼图展示一份问卷调查中各个选项的比例，饼图的每个扇区表示一个选项，扇区的面积大小代表该选项占总数的比例。

通过观察饼图，我们可以更加直观地了解各个选项之间的比例关系。

二、高级图形绘制技巧1.子图(Subplot)：在MATLAB中，我们可以使用subplot函数创建一个包含多个子图的大图。

通过在subplot函数中指定行数和列数，可以将图形划分为不同的区域，并在每个区域中绘制不同的图形。

MATLAB图形绘制技巧分享概述：MATLAB是一款功能强大的科学计算软件，其图形绘制功能十分出色。

通过灵活运用MATLAB的绘图函数和技巧，可以创建各种精美的图形，用于数据可视化、科研论文制作等方面。

本文将分享一些MATLAB图形绘制的技巧，帮助读者更好地驾驭这一工具。

一、基础绘图函数1. plot函数plot函数是最基础的绘图函数之一，可以绘制折线图、曲线图等。

通过设置不同的参数，可以调整线条颜色、样式、宽度等。

例如，使用plot(x, y, 'r--','LineWidth', 2)即可绘制红色虚线折线图，线宽为2。

2. scatter函数scatter函数用于绘制散点图，可以展示数据的分布特征。

通过设置参数，可以调整散点图的大小、颜色等属性。

例如，使用scatter(x, y, 50, 'filled', 'r')将绘制红色实心散点图，散点的大小为50。

3. bar函数bar函数用于绘制柱状图，适用于比较不同类别或组之间的数据。

可以通过设置参数调整柱子的宽度、颜色等属性。

例如，使用bar(x, y, 'FaceColor', [0.5 0.5 0.5])将绘制灰色柱状图。

4. pie函数pie函数用于绘制饼图，可以直观地展示数据的占比关系。

通过设置参数，可以调整饼图的颜色、字体等属性。

例如，使用pie(data, labels, explode, colors,'FontSize', 12)将绘制饼图，其中explode参数用于突出显示某一扇区，colors参数用于设置扇区的颜色。

二、高级图形绘制技巧1. 图形叠加MATLAB中可以将多个图形叠加在一张图中，通过hold on和hold off命令可以实现。

例如，在绘制折线图的同时，将散点图叠加在其中，可以用以下代码实现：```matlabx = 1:10;y1 = x.^2;y2 = x.^3;plot(x, y1, 'r--', 'LineWidth', 2);hold on;scatter(x, y2, 50, 'filled', 'b');hold off;```2. 子图绘制使用subplot函数可以在一张图中绘制多个子图，展示不同的数据或视角。

由线到面的可视化 摘要：在Matlab ，面的绘制过程中经常有许多问题，尤其是许多对计算机运用不够成熟的人，他们将长不知道怎么将脑子中的图形画出来，从而实现面的可视化，有的则会通过很复杂的方法才能实现面的绘制。

本文主要想大家提供一种在你知道线的函数的情况下，快速绘制出相应的面。

线到面：如果我们想要绘制一个平面，首先必须真正体会’meshgrid ’函数的用法。

例如，我们很容易可以绘制一个直平面如图1：相应代码如下：clear all图1t=linspace(0,5,21);[s,t]=meshgrid(s,t);x=s;z=t;y=zeros(size(s));surf(x,y,z);shading interp;axis equal但是我们也可以通过另一种方法：我们可以知道一个一条线例如一个空间的直线如图2：图2相应代码如下：clearclcz1=s;x1=zeros(size(z1));y1=zeros(size(z1));plot3(x1,y1,z1);然后我们可以通过for循环得到一排直线如图3：相应代码如下：clearclcfor t=0:0.25:5s=linspace(0,5,21); z1=s;x1=zeros(size(z1)); y1=zeros(size(z1)); % plot3(x1,y1,z1); z2=z1;图3x2=x1+t;y2=y1;plot3(x2,y2,z2);hold onendaxis equal然后我们可以通过meshgrid函数把这些直线变成一个面，所需要做的只是把meshgid代替for循环，plot3改为surf函数。

代码如下：clearclct=linspace(0,5,21);s=linspace(0,5,21);[s,t]=meshgrid(s,t);z1=s;x1=zeros(size(z1));y1=zeros(size(z1));plot3(x1,y1,z1);z2=z1;x2=x1+t;y2=y1;surf(x2,y2,z2);hold onshading interpaxis equal如图4：图4因而我们可以得到meshgid的使用方法：可以将线做展开、延伸、旋转为一个面。

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”。

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。

MATLAB软件基础介绍MATLAB软件的一般命令,数组操作和运算函数;绘图命令,循环和选择结构;通过实例练习解决一些简单问题.2.1 引言MATLAB是MATrix LABoratory的缩写,由美国MathWorks公司开发的工程计算软件,迄今已推出了7.1版.当今数学类科技应用软件可分为两类,一类是数值计算型,如MATLAB,Xmath,Gauss等,这类软件擅长数值计算,对处理大批数据效率高;另一类是数学分析型软件,如Mathematica,Maple等,这类软件以符号计算见长,能给出解析解和任意精度解,其缺点是处理大量数据时效率高.现在, MATLAB已经发展为适合多学科,功能强大的大型软件,成为高级课程的基本教学工具.如MATLAB可以做:微积分:微分,积分,求极限,泰勒展开,级数求和;代数:求逆,特征值,行列式,代数方程解的简化,数学表达式的指定精度求值;数值分析:插值与拟合,数值微分与积分,函数逼近,代数方程和微分方程的数值解和符号解.统计计算:均值,方差,概率,参数估计,假设检验,相关性和回归分析,统计绘图,随机数产生器等.优化问题的求解:线性规划,非线性规划等问题的求解.动态系统模拟仿真等.它已成为大学生,研究生和博士生必须掌握的基本技能.同时, MATLAB也被研究单位和工业部门广泛应用,使科学研究和解决各种具体问题的效率大大提高.MATLAB集成环境主要包括五部分: MATLAB语言, MATLAB工作环境, 句柄图形,MATLAB数学函数库, MATLAB API (Application Program Interface).MATLAB主要有以下特点:1)运算符和库函数极其丰富,语言简洁,编程效率高. MATLAB除了提供和C语言一样的运算符外,还提供广泛的矩阵和向量运算符.2)图形功能强大.包括对二维和三维数据可视化,图像处理,动画制作等高低层次的绘图命令.3)功能强大的工具箱. 工具箱可分两类:功能性工具箱和学科性工具箱.前者主要用来扩充其符号计算功能,图示建模仿真,文字处理及与硬件实时交互的功能.而学科性工具箱是专业性较强的,如优化,统计,控制,小波,图像处理和通信工具箱等.4)易于扩充.除内部函数外,所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件,用户可修改文件和加入自己的文件,可与库文件一样被调用.2.1.1 安装(Windows操作平台)1.将源光盘插入光驱;2.在光盘的根目录下找到MATLAB的安装文件setup.exe;3.鼠标双击该安装文件,按提示逐步完成安装;4.安装完成后,在程序栏里便有了MATLAB选项.2.1.2 启动在”开始→程序→Matlab→MATLAB”中单击MATLAB.便会出现MATLAB Command Window(即命令窗口).2.2 MATLAB环境MATLAB既是一种语言,又是一个编程环境.2.2.1 命令窗口命令窗口是用户与Matlab进行交互的主要场所. Matlab语句的一般形式为:变量=表达式如:键入:x=4.5回车,将显示x=4.5再键入:y=sin(x*pi)回车,将显示:y=1…;‟ …,‟ …...‟的作用:1.表达式后面跟分号…;‟,将不显示结果;2.跟…,‟或不跟任何符号,将显示表达式的计算结果;3.当一个表达式没写完就需换行时,应在该行末键入…...‟之后再回车换行.如:s=1-1/2+1/3+1/4+sin(3*x*y)-cos(x)...-1/8+1/10+1/20…;‟ …,‟ …...‟的作用:用于命令行编辑的控制键和方向键1.按‟↑‟键,会显示刚才键入的命令行;2.反复按‟↑‟键,可以回调以前键入的所有命令行;3.…↓,‟键可以移动光标;←,→4.还有‟Home‟,‟End‟,‟Esc‟键等. ‟Esc‟清除一行.变量1.以字母开头,后面可跟字母,数字和下短线;2.大小写字母有区别,不超过31个字母.特殊变量名ans 用于结果的缺省变量名; pi 圆周率eps 计算机的最小数; inf 无穷大; NaN 不定量i或j -1的开方; realmin 最小可用正实数 realmax 最大可用正实数工作区接受Matlab命令的内存区域,存储着命令编辑区输入的命令和创建的所有变量值.查看或保存工作区变量:who 或whos 显示当前工作区中的所有变量clear 清除工作区中的所有变量clear(变量名) 清除指定工作区的变量save(文件名) 将当前工作区的变量储存在一个MAT-文件中load(文件名) 调出一个MAT-文件quit回车或单击右上角的‟ ‟,退出工作区.2.2.2 程序编辑器M文件:命令文件和函数文件1. M文件的建立1) 进入程序编辑器(MATLAB Editor/Debug):从‟File‟菜单中选择‟New‟及‟M-file‟项.2) 输入程序3) 保存程序:单击‟save‟按钮,出现一对话框,在文件名一框中键入一文件名,单击‟保存‟.2. 命令M文件及其运行命令M文件:一些命令行的组合,没有输入参数,也不返回输出参数.如: % 文件名exl.mx=4;y=6;z=2;items=x+y+zcost=x*25+y*22+z*99average_cost=cost/items1)在程序编辑窗口输入,以名为exl.m的M文件存磁盘.2)在Matlab命令编辑窗口输入exl,便会顺序执行该文件中的命令.3. 函数M文件及其调用函数M文件的形式为:fuction [输出变量列表]=函数名(输入变量列表)函数体语句;如:function f=f1(x)f=100*(x(2)-x(1)^2)^2-(1-x(1))^2;(注意函数M文件的文件名必须与其函数名相同)调用格式:x=[2 3];f=f1(x)结果为:f=992.2.3 文件管理what 返回当前目录下的M,MAT,MEX文件的列表dir 列出当前目录下的所有文件cd 显示当前的工作目录type test 在命令窗口下显示test.m的内容delete test 删除M文件test.mwhich test 显示M文件test.m所在的目2.3 数组和函数2.3.1 数组的运算1) 数组的简单构造:数组常采用‟:‟和函数‟linspace‟两种输入方式,如:x=1:5 (从1到5公差为1的等差数组)x=0:0.1:1 (从0到1,公差为0.1)x=linspace(0,pi,11) (11个从0到pi的等间隔数) 2) 数组的运算设a=[a1 a2 a3],b=[b1 b2 b3],c=标量标量加法a+b=[ a1+c a2+c a3+c]乘法 a*c=[ a1*c a2*c a3*c]数组加法 a+b=[ a1+ b1 a2+ b2 a3+ b3]乘法 a.*b= [a1*b1 a2*b2 a3*b3]数组右除 a./b= [a1/b1 a2/b2 a3/b3]左除 a.\b= [b1 /a1 b2/ a2 b3/ a3]数组求幂 a.^c=[ a1^c a2^c a3^c]c. ^a=[ a1^c a2^c a3^c]a.^b= [a1^b1 a2^b2 a3^b3] sort(v) 按升序排列max(v) 求最大值 min(v) 求最小值 sum(v) 求和mean(v) 求平均2.3.2 矩阵的创建1) 矩阵的直接定义键入: A=[1 2 3;4 5 6]或键入:A=[1 2 34 5 6 ]2) 特殊矩阵zeros(m,n) ones(m,n) eye(n) rand(m,n) diag(v) triu(x)3) 矩阵的剪裁和拼接键入:A=[1 2 3 ;4 5 6; 7 8 9];A(3.:) %A的第三行输出:ans= 7 8 9键入:B=A(2:3,:) %A的第二,三行输出:B=4 5 67 8 9键入:A(:,1) %A的第一列输出:ans=147输入: C=[B,zeros(2,1)]输出: C=4 5 6 07 8 9 02.3.3 矩阵的运算+ 矩阵加法–矩阵减法 * 乘法 , 转置 ^ 乘幂 / 左除 \ 右除如:A是可逆矩阵,AX=B的解是A左除B,即X=A\B; XA=B的解X= B/A. rank(A) 矩阵秩 inv(A) 矩阵的逆 det(A) 行列式orth(A) 正交化 poly(A) 特征多项式2.3.4 数学函数sin(x) cos(x) tan(x) cot(x) exp(x) log(x) log10(x) sqrt(x) 平方根+方向取整朝零方向取整 fix(x); 朝∞-方向取整floor(x); 朝∞ceil(x); 四舍五入到最近的整数round(x); 符号函数sign(x).2.4 图形功能2.4.1 二维图形1) 基本绘图命令plot(x, y, …color-linestyle-marker‟)x, y------转折点; color-linestyle-marker-------连线颜色,线型,数据点图标.颜色:y黄 r红 g绿 b 蓝 w 白 k 黑 m紫 c 灰 -实线 :点线 --虚线数据点图标: . 小黑点 +加法 *星号 O(不是零！是o,p,q的o)小圆圈 pentagram 五角星x=1:8;y=sin(x);plot(x,y,'k : O')plot(x,y,' O')x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y, 'r:o');plot(x,y, 'r :');2) 坐标系的控制axis([xmin xmax ymin ymax]) [ ]中分别给出X轴和Y轴的最小,最大值;axis equal X轴和Y轴的单位长度相同. axis squrare 图框呈方形 axis off 取消坐标轴3) 图形标注x=linspace(0,2*pi,30);y=[sin(x);cos(x)];plot(x,y);grid;xlabel('x');ylabel('y');title('sine and cosine curves');text(3*pi/4,sin(3*pi/4),'\leftarrowsinx');text(3*pi/2,cos(3*pi/2),'cosx\rightarrow',...'HorizontalAlignment','right');(以上命令行可以形成一个M文件).hold on 把新的图形画在原来图形上.grid 在图形上加网格 xlabel ylabel 对X,Y轴加注 title 给整个图形加标题text gtext 在图形中特定位置加字符串.若使用gtext('sinx')代替命令text,则在图形窗口会出现十字线,其交点是字符串位置.移动鼠标可移动交点,点击鼠标即可将字符串固定.输出结果如下图:4) 多幅图形在同一画面中的多幅不同坐标系的图形,如何作?x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);z=cos(x);u=2*sin(x).*co s(x);v=sin(x)./cos(x);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,u),title('2sin(x)cos(x)'); subplot(2,2,4),plot (x,v),title('sin(x)/cos(x)');2.4.2 三维图形1) 空间曲线例:作螺旋线⎪⎩⎪⎨⎧===.,c os ,s i n t z t y t x 键入:t=0:pi/51:10*pi;plot3(sin(t),cos(t),t);2) 带网格的曲面 作曲面5.75.7,sin 2222≤≤-++=x y x y x z .键入:x=-7.5:0.5:7.5;y=x;[X,Y]=meshgrid(x,y); % 三维图形的X,Y 数组R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; % +eps 是为防止出现0/0Z=sin(R)./R;mesh(X,Y,Z); % 三维网格表面3) 等高线4) 条形图和面积图: 某产品上半年的销售利润profit,每月份售出产品的产值expense.x=1:1:6;expense=[ 21 34 89 25 22 90];profit=[ 10 20 60 11 9 70] sale=[ expense; profit]; area(x,sale)2.5 M文件的编写2.5.1 M文件1) 命令M文件:一些命令行的组合. 函数M文件:定义函数的程序,具有一定的特定格式;如: 命令M文件:x=[2 3];f=cos(x)函数M文件:function f=cost(x)f=100*(x(2)-x(1)^2)^2…-(1-x(1))^2;2) 函数M文件的形式为:function [输出变量列表]=函数名(输入变量列表)函数体语句:2.5.2 四种循环和选择控制结构1) while关系表达式 { statements }ends=0;n=1while s<=100s=s+n^2;n=n+1;endn,s2) forfor x=x1:step:xn{ statements }end如: for k=1:4x(k)=1/k;endformat rat %设置输出格式为有理数x例:建立一个函数M文件求自然数n的阶乘. function f=jch(n)f=1;for i=1:nf=f*I;end3) switch 表达式(标量或字符串)case 值1,语句体1case {值2.1,值2.2,…}语句体2…otherwise,语句体nendfor x=x1:step:xn{ statements }endMATLAB绘图第5章 MATLAB绘图5.1 二维数据曲线图5.2 其他二维图形5.3 隐函数绘图5.4 三维图形5.5 图形修饰处理5.6 图像处理与动画制作5.1 二维数据曲线图5.1.1 绘制单根二维曲线plot函数的基本调用格式为：plot(x,y)其中x和y为长度相同的向量，分别用于存储x坐标和y坐标数据。