MATLAB实验三

MATLAB实验三：文件操作及数据的可视化实验项目名称：文件操作及数据的可视化
实验目的：
1.熟悉MATLAB 软件的文件操作的环境命令；
2.掌握数据的存储及利用存储交换数据的方式；
3.掌握数据可视化的基本步骤；
4、掌握基本MATLAB 绘制2D，3D曲线及3D曲面的方法。

实验内容及要求：
1．打开“图形窗口”，熟悉其中各个菜单和工具的功能和用法
2、将当前工作空间中所有以S开头的变量保存到文件svar.dat文件中。

清除当前工作空间中所有变量。

然后读入文件svar.dat的内容。

>> save svar.dat s* -ascii
>> clear all
>> load svar.dat
3、用EXCEL做一张简单的成绩表，只包括语文、数学、英语等三门课的成绩，记录数输入3个。

然后在MATLAB中，读入EXCEL表格内容。

>> [a,b]=xlsread('book1.xls')
4、用importdata 命令分别导入4个不同的文件(图片、声音、文字、Excel文档)。

>>clear all
>>image1=importdata(‘abc.jpg’);
>>so und1=importdata(‘shengyin.wav’);
>>word1=importdata(‘wenzi.dat’);
>>excel1=importdata(‘book1.xls’);
5、在同一个窗体中画出正弦函数和余弦函数的图象。

要求正弦图象用蓝色实线，余弦图象用黄色虚线。

>>x=0:pi/100:2*pi;
>>y1=sin(x);
>>y2=cos(x);
>>plot(x,y1,’b-‘,x,y2,’y—‘)
6、划分子图如2*2的形式，并在第一个子图上绘制正弦函数，在第二个子图上绘制余弦函数，在第三个子图上同时绘制正弦函数和余弦函数。

>>x=0:0.001:5;
>>subplot(2,2,1);plot(x,sin(x));grid on;
>>subplot(2,2,2);plot(x,cos(x));grid on;
>>subplot(2,2,3:4);plot(x,sin(x)+cos(x));grid on;
7、绘制如下函数的三维网格曲面，x ，y 的取值范围为 [-6,6] [-4,4]
（1）
2222sin(),(y x y x y x z ++=
（2） 2
22)1()(100),(x x y y x f -+-= （3）
0cos sin 4
=-+z y x
plot3、mesh 、surf 、surfc 、surfl 、waterfall 等命令可以绘制两个变量的三维立体图形。

如果x,y,z 分别代表三个坐标轴上的坐标,并且是长度相同的向量,可以用plot(x,y,z)命令绘制出一条曲线。

如果ｚ是一个矩阵,表示一个曲面的z 坐标,x 和y 分别为构成该曲面的x 和y 向量,c 为颜色矩阵,该曲面网格的绘制可用如下命令:
mesh(x,y,z,c)缺省c 是MATLAB 自动假定c=z,即颜色的设定正比于图形的高度。

surf 命令则可以将网格用颜色填充。

surfc 和surfl 的调用方式与surf 相同,它们可以获得带有等高线和带有阴影的三维图形。

例如下面的命令：
>>x=-10:0.05:10;y=-10:0.05:10;
>>[X,Y]=meshgrid(x,y);
>>Z=sin(sqrt(X.^2+Y.^2))./sqrt(X.^2+Y.^2);
>>mesh(X,Y,Z) (2) (3) 略
8．绘制函数()()()221exp 2f x x y π=
-+在33x -<<，33y -<<上的表面图
>> syms x y
>> z = 1/(2*pi)*exp(-(x^2+y^2));
>> ezsurf(x,y ,z,[-3,3,-3,3]);
9．绘制下列函数的图像
（1）()2sin f x x x =+，[]0,2π （2）()32
21f x x x =++，[]2,2-
（1）
>> f = sym('sin(x) + x^2');
>> ezplot(f,[0,2*pi]);
（2）
>> f = sym('x^3 + 2*x^2 + 1');
>> ezplot(f,[-2 2]);
10．对符号表达式22x y z xe --=，进行如下变换
（1）关于x 的傅立叶变换
（2）关于y 的拉普拉斯变换
（3）分别关于x 和y 的 Z 变换
（1）
>> syms x y
>> z = x*exp(-(x^2+y^2));
>> syms u v
>> fourier(z,x,u)
ans =
-1/2*i*pi^(1/2)*u*exp(-y^2-1/4*u^2)
（2）
>> laplace(z,y,v)
ans =
1/2*x*exp(-x^2)*pi^(1/2)*exp(1/4*v^2)*erfc(1/2*v)
（3）
>> ztrans(z,x,u)
ans =
-u*diff(ztrans(exp(-x^2-y^2),x,u),u)
>> ztrans(z,y,v)
ans =
x*ztrans(exp(-x^2-y^2),y ,v)
11. 编写程序，该程序在同一窗口中绘制函数在 []0,2π之间的正弦曲线和余弦曲线，步
长为 /10π，线宽为 4 个象素，正弦曲线设置为蓝色实线，余弦曲线颜色设置为红色虚线，两条曲线交点处，用红色星号标记
>> x=0:pi/10:2*pi;
>> sinx = sin(x);
>> cosx = cos(x);
>> figure,plot(x,sinx,'LineWidth',4)
>> hold on,plot(x,cosx,'r:','LineWidth',4)
>> hold on,plot(x(find(cosx==sinx)),cosx(find(cosx==sinx)),'r*','LineWidth',4)
12. 绘制下列图像
（1）sin y x x =，010x π<<
（2）三维曲线：226621z x xy y x y =++++-，1010x -<<，1010y -<<
（3）双曲抛物面：2
2
164x y z =-，1616x -<<，44y -<<
（4）001
x a
x a y a x b b a
b x 0<<⎧⎪-⎪= ≤≤⎨-⎪ <<⎪⎩，其中a 和b 满足01a b <<<，可以任取
(5) 通过函数方式在第 2 题生成的图形中添加注释，至少应包括：标题，文本注释，图例
（1）
>> x = 0:pi/10:10*pi;
>> plot(x,sin(x))
（2）
>> [X,Y] = meshgrid(-10:0.5:10);
>> Z = X.^2 + 6*X*Y + Y .^2 + 6*X + 2*Y -1;
>> plot3(X,Y ,Z)
（3）
>> [X,Y] = meshgrid(-16:0.4:16,-4:0.1:4);
>> Z = X.^2/16 - Y .^2/4;
>> plot3(X,Y ,Z)
（4）
>> a=0.1;b=0.8;
>> x=0:0.1:1;
>> y=zeros(size(x));
>> ind = (x>=a & x<=b);
>> y(ind) = (x(ind)-a)/(b-a);
>> plot(x,y)
(5) >> title('正弦曲线和余弦曲线');
>> gtext('sin(x)')
>> gtext('cos(x)')
>> legend('sin(x)','cos(x)')。