第五章 matlab绘图

MATLAB第五章实验报告---matlab绘图陈录平工自03-1 030544103一，1，x=0:0.1:100;y=x-(x.*x.*x)/6;>> plot(x,y)2，>> x=0:0.1:200;>> y=exp(-(x.*x)/2)/(2*pi);>> plot(x,y)3，>> x=0:0.1:200;y=sqrt((64-x.*x)/2);>> plot(x,y)4，t=0:0.1*pi:2*pi;x=t.*sin(t);>> y=t.*cos(t);>> plot(x,y)二，t=0:0.01*pi:2*pi;x1=t;x2=sin(3.*t).*cos(t);y2=sin(3.*t).*sin(t);y1=2*x1-0.5;x=[x1;x2]';y=[y1;y2]';k=find(abs(y1-y2)<0.01);xi=x(k);yi=2*x1-0.5;plot(x,y,'k:',xi,yi,'bp')三，x=1:0.01:10;y=sin(1./x);>> plot(x,y)>> fplot('sin(1./x)',[1,10],0.001)四，t=(-pi):0.1*pi:pi;y=1./(1+exp(-t));subplot(2,2,1);bar(t,y,'g');title('bar(t,y,"g")');axis([0,7,-2,2]); subplot(2,2,2);stairs(t,y,'b');title('stairs(t,y,"b")');axis([0,7,-2, 2]);subplot(2,2,3);stem(t,y,'k');title('stem(t,y,"k")');axis([0,7,-2,2]); subplot(2,2,4);fill(t,y,'y');title('fill(t,y,"y")');axis([0,7,-2,2]); 五，1，t=0:pi/10:2*pi;r=5*cos(t)+4;>> polar(t,r,'-*');2，t=pi:pi/10:3*pi;r=12./sqrt(t);>> polar(t,r,'-*');3，t=-pi/3:pi/20:pi/3;>> r=5*sin(t).*sin(t)./cos(t);>> polar(t,r,'-*');4，t=-pi/6:pi/20:pi/6;r=3*sin(t).*cos(t)./(sin(t).*sin(t).*sin(t)+cos(t).*cos(t).*cos(t)); >> polar(t,r,'-*');六，1，t=0:pi/100:2*pi;x=exp(-t/20).*cos(t); y=exp(-t/20).*sin(t);z=t;plot3(x,y,z);title('line in 3-D Space');xlabel('X');ylabel('Y');zlabel('Z');grid on;2，t=0:0.001:1;>> x=t;>> y=t.*t;>> z=t.*t.*t;>> plot3(x,y,z);title('line in 3-D Space');xlabel('X');ylabel('Y');zlabel('Z');grid on;七1，[x,y]=meshgrid(-5:0.01:5);z=5;mesh(x,y,z);axis([-5 5 -5 5 0 5]); 2，[x,y]=meshgrid(-3:0.01:3);z=-5./(1+x.*x+y.*y);mesh(x,y,z);axis([-3 3 -3 3 -5 0]); 八[x,y,z]=sphere(50);m=moviein(30);for i=1:30surf(i*x,i*y,i*z)m(:,i)=getframe;endmovie(m,10);。

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。

help plothelp axisa1=plot();hlod ona2=plot();legend([a1 a2],'图1 名',‘图2 名')hold offx1=-pi:pi/12:pi;x2=-pi:pi/12:pi;y1=sin(x1);y2=cos(x2);plot(x1,y1,x2,y2);axis([-2*pi 2*pi -2 2]);xlabel('x');ylabel('y');title('sin(x) & cos(x)');MATLAB受到控制界广泛接受的一个重要原因是因为它提供了方便的绘图功能.这里主要介绍2 维图形对象的生成函数及图形控制函数的使用方法,还将简单地介绍一些图形的修饰与标注函数及操作和控制MATLAB 各种图形对象的方法.第一节图形窗口与坐标系一.图形窗口1.MATLAB 在图形窗口中绘制或输出图形,因此图形窗口就像一张绘图纸.2.在MATLAB 下,每一个图形窗口有唯一的一个序号h,称为该图形窗口的句柄.MATLAB 通过管理图形窗口的句柄来管理图形窗口;3.当前窗口句柄可以由MATLAB 函数gcf 获得;4. 在任何时刻, 只有唯一的一个窗口是当前的图形窗口( 活跃窗口);figure(h)----将句柄为h 的窗口设置为当前窗口;5.打开图形窗口的方法有三种:1)调用绘图函数时自动打开;2)用File---New---Figure 新建;3)figure 命令打开,close 命令关闭.在运行绘图程序前若已打开图形窗口,则绘图函数不再打开,而直接利用已打开的图形窗口;若运行程序前已存在多个图形窗口,并且没有指定哪个窗口为当前窗口时,则以最后使用过的窗口为当前窗口输出图形.6.窗口中的图形打印:用图形窗口的File 菜单中的Print 项.7.可以在图形窗口中设置图形对象的参数.具体方法是在图形窗口的Edit 菜单中选择Properties 项,打开图形对象的参数设置窗口,可以设置对象的属性.二.坐标系1.一个图形必须有其定位系统,即坐标系;2.在一个图形窗口中可以有多个坐标系,但只有一个当前的坐标系;3.每个坐标系都有唯一的标识符,即句柄值;4.当前坐标系句柄可以由MATLAB 函数gca 获得;5.使某个句柄标识的坐标系成为当前坐标系,可用如下函数:axes(h) h 为指定坐标系句柄值.6.一些有关坐标轴的函数:1)定义坐标范围:一般MATLAB 自动定义坐标范围,如用户认为设定的不合适,可用:axis([Xmin, Xmax, Ymin, Ymax])重新设定;2)坐标轴控制:MATLAB 的缺省方式是在绘图时,将所在的坐标系也画出来,为隐去坐标系,可用axis off;axis on 则显示坐标轴(缺省值).3)通常MATLAB 的坐标系是长方形,长宽比例大约是4:3,为了得到一个正方形的坐标系可用:axis square4)坐标系横纵轴的比例是自动设置的,比例可能不一样,要得到相同比例的坐标系,可用:axis equal第二节二维图形的绘制一. plot 函数plot 函数是最基本的绘图函数,其基本的调用格式为:1.plot(y)------绘制向量y 对应于其元素序数的二维曲线图,如果y 为复数向量,则绘制虚部对于实部的二维曲线图.例:绘制单矢量曲线图.y=[0 0.6 2.3 5 8.3 11.7 15 17.7 19.4 20];plot(y)由于y 矢量有10 个元素,x 坐标自动定义为[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10].2.plot(x,y)------绘制由x,y 所确定的曲线.1)x,y 是两组向量,且它们的长度相等,则plot(x,y)可以直观地绘出以x 为横坐标,y 为纵坐标的图形.如:画正弦曲线:t=0:0.1:2*pi;y=sin(t);plot(t,y)2)当plot(x,y)中,x 是向量,y 是矩阵时,则绘制y 矩阵中各行或列对应于向量x的曲线.如果y 阵中行的长度与x 向量的长度相同,则以y 的行数据作为一组绘图数据;如果y 阵中列的长度与x 向量的长度相同,则以y 的列数据作为一组绘图数据;如果y 阵中行,列均与x 向量的长度相同,则以y 的每列数据作为一组绘图数据.例:下面的程序可同时绘出三条曲线.MATLAB 在绘制多条曲线时,会按照一定的规律自动变化每条曲线的的颜色.x=0:pi/50:2*pi;y(1,:)=sin(x);y(2,:)=0.6*sin(x);y(2,:)=0.3*sin(x);plot(x,y)或者还可以这样用:x=0:pi/50:2*pi;y=[ sin(x); 0.6*sin(x); 0.3*sin(x)];plot(x,y)3) 如果x,y 是同样大小的矩阵,则plot(x,y)绘出y 中各列相应于x 中各列的图形.例:x(1,:)=0:pi/50:2*pi;x(2,:)=pi/4:pi/50:2*pi+pi/4;x(3,:)=pi/2:pi/50:2*pi+pi/2;y(1,:)=sin(x(1,:));y(2,:)=0.6*sin(x(2,:));y(3,:)=0.3*sin(x(3,:));plot(x,y)x=x';y=y';figureplot(x,y)在这个例子中,x------3x101,y------3x101,所以第一个plot 按列画出101 条曲线,每条3 个点;而x'------101x3,y'------101x3,所以第二个plot 按列画出3 条曲线,每条101 个点.3.多组变量绘图:plot(x1, y1, 选项1, x2, y2, 选项2, ……)上面的plot 格式中,选项是指为了区分多条画出曲线的颜色,线型及标记点而设定的曲线的属性.MATLAB 在多组变量绘图时,可将曲线以不同的颜色,不同的线型及标记点表示出来.这些选项如下表所示:各种颜色属性选项'r' 红色'm' 粉红'g' 绿色'c' 青色'b' 兰色'w' 白色'y' 黄色'k' 黑色各种线型属性选项'-' 实线'--' 虚线':' 点线'-.' 点划线各种标记点属性选项'.' 用点号绘制各数据点'^' 用上三角绘制各数据点'+' 用'+'号绘制各数据点'v' 用下三角绘制各数据点'*' 用'*'号绘制各数据点'>' 用右三角绘制各数据点' .' 用'.'号绘制各数据点'<' 用左三角绘制各数据点's'或squar 用正方形绘制各数据点'p' 用五角星绘制各数据点'd'或diamond 用菱形绘制各数据点'h' 用六角星绘制各数据点这些选项可以连在一起用,如:'-.g'表示绘制绿色的点划线,'g+'表示用绿色的'+'号绘制曲线.注意:1)表示属性的符号必须放在同一个字符串中;2)可同时指定2~3 个属性;3)与先后顺序无关;4)指定的属性中,同一种属性不能有两个以上.例:t=0:0.1:2*pi;y1=sin(t);y2=cos(t);y3=sin(t).*cos(t);plot(t,y1, '-r',t,y2, ':g',t,y3, '*b')该程序还可以按下面的方式写:t=0:0.1:2*pi;y1=sin(t);y2=cos(t);y3=sin(t).*cos(t);plot(t,y1, '-r')hold onplot(t,y2, ':g')plot(t,y3, '*b')hold off注:在MATLAB 中,如画图前已有打开的图形窗口,则再画图系统将自动擦掉坐标系中已有的图形对象,但设置了hold on 后,可以保持坐标系中已绘出的图形.还可以进一步设置包括线的宽度(LineWidth), 标记点的边缘颜色(MarkerEdgeColor),填充颜色(MarkerFaceColor)及标记点的大小(MarkerSize)等其它绘图属性.例:设置绘图线的线型,颜色,宽度,标记点的颜色及大小.t=0:pi/20:pi;y=sin(4*t).*sin(t)/2;plot(t,y,'-bs','LineWidth',2,... %设置线的宽度为2'MarkerEdgeColor','k',... %设置标记点边缘颜色为黑色'MarkerFaceColor','y',... %设置标记点填充颜色为黄色'MarkerSize',10) %设置标记点的尺寸为104.双Y 轴绘图:plotyy()函数.其调用格式为: plotyy(x1,y1,x2,y2)------绘制由x1,y1 和x2,y2 确定的两组曲线,其中x1,y1 的坐标轴在图形窗口的左侧,x2,y2 的坐标轴在图形窗口的右侧.Plotyy(x1,y1,x2,y2, 'function1','function2')------功能同上,function 是指那些绘图函数如:plot,semilogx,loglog 等.例如:在一个图形窗口中绘制双Y 轴曲线.x=0:0.3:12;y=exp(-0.3*x).*sin(x)+0.5;plotyy(x,y,x,y,'plot','stem')stem:绘制stem 形式的曲线(上端带圈的竖线).绘图结果:两条图线自动用不同的颜色区分,两个坐标的颜色与图线的颜色相对应,左边的Y 轴坐标对应的是plot 形式的曲线,右边的Y 坐标对应的是stem 形式的曲线.二.对数坐标图绘制函数:在对数坐标图的绘制中,有三种绘图函数:semilogx,semilogy 和loglog 函数.1)semilogx( )------绘制以X 轴为对数坐标轴的对数坐标图. 其调用格式为:semilogx(x,y,'属性选项')其中属性选项同plot 函数.该函数只对横坐标进行对数变换,纵坐标仍为线性坐标.2)semilogy( )------绘制以Y 轴为对数坐标轴的对数坐标图. 其调用格式为:semilogy(x,y,'属性选项')该函数只对纵坐标进行对数变换,横坐标仍为线性坐标.3)loglog( )------ 绘制X,Y 轴均为对数坐标轴的图形.其调用格式为:loglog(x,y,'属性选项')该函数分别对横,纵坐标都进行对数变换.例:x=0:0.1:6*pi;y=cos(x/3)+1/9;subplot(221), semilogx(x,y);subplot(222), semilogy(x,y);subplot(223), loglog(x,y);4)MATLAB 还提供了一个实用的函数:logspace( )函数,可按对数等间距地分布来产生一个向量,其调用格式为:x=logspace(x1,x2,n)这里,x1 表示向量的起点;x2 表示向量的终点;n 表示需要产生向量点的个数(一般可以不给出,采用默认值50).在控制系统分析中一般采用这种方法来构成频率向量w.关于它的应用后面还要讲到.三.极坐标图的绘制函数:绘极坐标图可用polar( )函数.其调用格式如下:polar(theta, rho,'属性选项')------theta:角度向量,rho:幅值向量,属性内容与plot 函数基本一致.例如:极坐标模型为:3145/)/)cos((+ =θρ, ],[πθ80∈则绘出极坐标图的程序为:theta=0:0.1:8*pi;p=cos((5*theta)/4)+1/3;polar(theta,p)四.绘制多个子图:subplot( )函数MATLAB 允许在一个图形窗口上绘制多个子图(如对于多变量系统的输出),允许将窗口分成nxm 个部分.分割图形窗口用subplot 函数来实现,其调用格式为:subplot(n,m,k)或subplot(nmk)------n,m 分别表示将窗口分割的行数和列数,k 表示要画图部分的代号,表示第几个图形,nmk 三个数可以连写,中间不用符号分开.例如:将窗口划分成2x2=4 个部分,可以这样写:subplot(2,2,1),plot(……)subplot(2,2,2),……subplot(2,2,3),……subplot(2,2,4),……注:subplot 函数没有画图功能,只是将窗口分割.第三节图形的修饰与标注MATLAB 提供了一些特殊的函数修饰画出的图形,这些函数如下: 1)坐标轴的标题:title 函数其调用格式为:title('字符串')------字符串可以写中文如:title('My own plot')2)坐标轴的说明:xlabel 和ylabel 函数格式:xlabel('字符串')ylabel('字符串')如:xlabel('This is my X axis') ylabel('My Y axis')3)图形说明文字:text 和gtext 函数A.text 函数:按指定位置在坐标系中写出说明文字.格式为:text(x1, y1, '字符串', '选项') x1,y1 为指定点的坐标;'字符串'为要标注的文字;'选项'决定x1,y1 的坐标单位,如没有选项,则x1,y1 的坐标单位和图中一致;如选项为'sc', 则x1,y1 表示规范化窗口的相对坐标,其范围为0到1.如:text(1,2, '正弦曲线')B.gtext 函数:按照鼠标点按位置写出说明文字.格式为:gtext('字符串')当调用这个函数时,在图形窗口中出现一个随鼠标移动的大十字交叉线,移动鼠标将十字线的交叉点移动到适当的位置,点击鼠标左键,gtext 参数中的字符串就标注在该位置上.4)给图形加网格:grid 函数在调用时直接写grid 即可.上面的函数的应用实例:例:在图形中加注坐标轴标识和标题及在图形中的任意位置加入文本.t=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);plot(t,y),grid,axis([0 2*pi -1 1])xlabel('0 leq itt rm leq pi','FontSize',16)ylabel('sin(t)','FontSize',20)title('正弦函数图形','FontName','隶书' ,'FontSize',20) text(pi,sin(pi),'leftarrowsin(t)=0','FontSize',16)text(3*pi/4,sin(3*pi/4),'leftarrowsin(t)=0.707','FontSize',16)text(5*pi/4,sin(5*pi/4),' sin(t)=-0.707rightarrow',... 'FontSize',16,'HorizontalAlignment','right')5)在图形中添加图例框:legend 函数其调用格式为:A.legend('字符串1', '字符串2', ……)------以字符串1,字符串2……作为图形标注的图例.B.legend('字符串1', '字符串2', ……, pos)------pos 指定图例框显示的位置.图例框被预定了6 个显示位置:0------取最佳位置;1------右上角(缺省值);2------左上角;3------左下角;4------右下角;-1------图的右侧.例:在图形中添加图例.x=0:pi/10:2*pi;y1=sin(x);y2=0.6*sin(x);y3=0.3*sin(x);plot(x,y1,x,y2,'-o',x,y3,'-*')legend('曲线1','曲线2','曲线3')6)用鼠标点选屏幕上的点:ginput 函数格式为:[x, y, button]=ginput(n)其中:n 为所选择点的个数;x,y 均为向量,x 为所选n 个点的横坐标;y 为所选n个点的纵坐标.button 为n 维向量,是所选n 个点所对应的鼠标键的标号:1------左键;2------中键;3------右键.可用不同的鼠标键来选点,以区别所选的点.此语句可以放在绘图语句之后,它可在绘出的图形上操作,选择你所感兴趣的点,如峰值点,达到稳态值的点等,给出点的坐标,可求出系统的性能指标.第四节MATLAB 下图形对象的修改MATLAB 图形对象是指图形系统中最基本,最底层的单元,这些对象包括:屏幕(Root), 图形窗口(Figures), 坐标轴(Axes), 控件(Uicontrol), 菜单(Uimenu),线(Lines),块(Patches),面(Surface),图像(Images),文本(Text)等等.根据各对象的相互关系,可以构成如下所示的树状层次:RootFiguresAxes Uicontrol Uimenu Uicontextmenu (对象菜单)Images Line Patch Surface Text对各种图形对象进行修改和控制,要使用MATLAB 的图形对象句柄(Handle).在MATLAB 中,每个图形对象创立时,就被赋予了唯一的标识,这个标识就是该对象的句柄.句柄的值可以是一个数,也可以是一个矢量.如每个计算机的根对象只有一个,它的句柄总是0,图形窗口的句柄总是正整数,它标识了图形窗口的序号等.利用句柄可以操纵一个已经存在的图形对象的属性,特别是对指定图形对象句柄的操作不会影响同时存在的其它图形对象,这一点是非常重要的.一.对图形对象的修改可以用下面函数:1)set 函数:用于设置句柄所指的图形对象的属性.Set 函数的格式为:set(句柄, 属性名1, 属性值1, 属性名2, 属性值2, ……) 例:h=plot(x,y)set(h, 'Color', [1,0,0])------将句柄所指曲线的颜色设为红色.2)get 函数:获取指定句柄的图形对象指定属性的当前值.格式为:get(句柄, '属性名')如: get(gca, 'Xcolor')------获得X 轴的当前颜色属性值. 执行后可返回X 轴的当前颜色属性值[0,0,0](黑色).3)如果没有设置句柄,则可以使用下列函数获得:gcf:获得当前图形窗口的句柄;gca:获得当前坐标轴对象的句柄;gco:获得当前对象的句柄.如:A.要对图形窗口的底色进行修改,可用:set(gcf, 'Color', [1,1,1])------将图形窗口底色设为白色B.要把当前X 轴的颜色改为绿色,可用:set(gca, 'Xcolor', [0,1,0])C.还可对坐标轴的显示刻度进行定义:t=-pi:pi/20:pi;y=sin(t);plot(t,y)set(gca,'xtick',[-pi:pi/2:pi],'xticklabel',['-pi','-pi/ 2','0','pi/2','pi'])本例中用'xtick'属性设置x 轴刻度的位置(从-pi~pi,间隔pi/2,共设置5 个点),用'xticklabel'来指定刻度的值,由于通常习惯于用角度度量三角函数,因此重新设置['-pi','-pi/2','0','pi/2','pi']5 个刻度值.二.一些常用的属性如下:1)Box 属性:决定图形坐标轴是否为方框形式,选项为'on'(有方框), 'off'(无方框);2)'ColorOrder'属性:设置多条曲线的颜色顺序,默认值为:[1 1 0;1 0 1;0 1 1;1 0 0;0 1 0;0 0 1]黄色粉色天蓝红色绿色兰色颜色向量还有:[1 1 1]------白色;[0 0 0]------黑色.3)坐标轴方向属性:'Xdir','Ydir','Zdir',其选项为:'normal'------正常'reverse'------反向4)坐标轴颜色和线型属性:'Xcolor','Ycolor','Zcolor'------ 轴颜色, 值为颜色向量如何在画好曲线后再在图上标刻度就是想在一些特定的点边上标上一串３０.６０.９０～７２００递增的数据,共有９６个点要标！！im = imread(url);imshow(im)然后输入：text(100,100,'\o ','Color','red');matlab,用imread 读入一个图片，我想在图上的一些坐标点上做标记。

matlab绘图5 MATLAB的可视化功能5.1 基本绘图⼊门数据可视化是研究科学、认识世界不可缺少的⼿段。

⼈们很难直接感受⼀⼤堆数据的含义，⽽数据图形则能使⼈们⽤视觉器官直接感受到数据的许多内在本质。

MATLAB不仅在计算⽅⾯⽆与伦⽐，⽽且在数据可视化⽅⾯也有上佳表现。

MATLAB能可以⼆维、三维乃⾄四维的图形表现数据。

通过对图形线型、渲染、⾊彩、光线、视⾓等品性的处理，把计算数据的特征表现得淋漓尽致。

MATLAB图形系统建⽴在⼀组“图形对象”基础之上，它的核⼼是图形句柄。

MATLAB提供有两个层⾯的绘图指令：⼀组是直接对图形句柄进⾏操作的底层指令，它们灵活多变，数据表现能⼒强；⼀组是建⽴在底层指令基础上的⾼层指令，它们简单明了，易学易⽤。

另外，MATLAB也能处理不同格式的图形图象，制作简单动画。

⾄于更专业的图象处理，可以使⽤图象处理⼯具箱。

1 MATLAB⽣成⼀个图形的基本步骤：按上述步骤⽣成的图形如下所⽰：2 常⽤画线指令：3 常⽤画线指令使⽤举例（⼀）：3 常⽤画线指令使⽤举例（⼆）：4 “线型-标记-颜⾊”字符串的取值：5 常⽤坐标设置和图形标注命令：6 常⽤坐标设置和图形标注命令使⽤举例：7 标注中TeX字符串的使⽤：图形标注中可以使⽤特殊格式的特殊字符。

描述这种特殊格式的字符串符合TeX规范。

这些字符串由修饰符引导，修饰符的默认作⽤范围是字符串的结尾，也可以⽤{}显式定义。

常⽤的修饰符有：^（上标）；_（下标）；\bf（粗体）；\it（斜体）；\rm（正常）；\fontsize{fontsize}（字体⼤⼩）等。

8 常⽤⾮英⽂字母的TeX格式字符串：例⼆维图形对象操作 x=linspace(-3,3,100); y1=sin(x*pi)+4;y2=x.^2; plot(x,[y1;y2]);xlabel('x');ylabel('y');text(-2.6,7,'\leftarrowx^2','fontsize',16); text(-1.2,5.1,'sin(x\pi)+4\rightarrow',...'fontname','courier',...%设置text 字体属性 'fontangle','italic',...%设置text 字体倾斜属性 'fontsize',14); %设置text 字体⼤⼩属性legend('sin(x\pi)+4','x^2',0); %添加图例 hold on; %设置绘图⽅式为保持 xf=linspace(-2,2,100); y1f=sin(xf*pi)+4;y2f=xf.^2;%从最左边开始，按逆时针⽅向在y1f 和y2f 上形成多边形并填充 fill([xffliplr(xf)],[y1f,fliplr(y2f)],'r');text(-1.2,2,'area between two functions');axis([-3 3 0 inf]); %设置坐标范围%设置坐标刻度，并在刻度标签上标注交点坐标(cx1,cy)和(cx2,cy) set(gca,'YTick',0:9);set(gca,'YTickLabel','0|1|2|3|cy|5|6|7|8|9'); set(gca,'XTick',-3:3);set(gca,'XTickLabel',{'-3' 'cx1' '-2' '0' '1' 'cx2' '3'})例65⼆维双坐标绘图 plotyy 函数的使⽤：已知，sin(2)ty Aeft απβ-=+分别绘制A=200, α=0.05, β=1, f=0.2和A=0.8, α=0.5, β=2, f=2时y 的图形，t=0:0.01:20;A1=200;alf1=0.05;bt1=1;f1=0.2;A2=0.8;alf2=0.5;bt2=2;f2=2;y1=A1*exp(-alf1*t).*sin(2*pi*f1*t+bt1);y2=A2*exp(-alf2*t).*sin(2*pi*f2*t+bt2);%⽤plot⽅式绘制双y轴曲线，并返回坐标盒和绘制曲线的句柄[AX,H1,H2]=plotyy(t,y1,t,y2,'plot');5.2 三维绘图1 三维线图例66 宝⽯项链t=(0:0.02:2)*pi;x=sin(t);y=cos(t);z=cos(2*t);plot3(x,y,z,'b-d');view([-82,58]);box on;1) 基本指令2)常⽤函数的使⽤说明例66 Sinc函数表⽰的空间曲⾯[X,Y] = meshgrid(-8:.5:8);R = sqrt(X.^2 + Y.^2) + eps;Z = sin(R)./R;surf(X,Y,Z,'FaceColor','interp','EdgeColor','none','FaceLighting','phong'); daspect([5 5 1]);axis tight;view(-50,30);camlight leftx = rand(100,1)*16-8; y = rand(100,1)*16-8; r = sqrt(x.^2 + y.^2) + eps; z = sin(r)./r;xlin=linspace(min(x),max(x),33); ylin=linspace(min(y),max(y),33); [X,Y] = meshgrid(xlin,ylin); Z = griddata(x,y,z,X,Y ,'cubic'); mesh(X,Y ,Z); axis tight; hold on; plot3(x,y,z,'.','MarkerSize',15)例68 透视 [X0,Y0,Z0]=sphere(30); X=2*X0; Y=2*Y0; Z=2*Z0; surf(X0,Y0,Z0); shadinginterp; hold on, mesh(X,Y ,Z); colormap(hot), hidden off; axis equal; axis off; hold off-0.200.20.40.6例69 利⽤NaN对图形进⾏镂空处理P=peaks(30);P(18:20,9:15)=NaN;surfc(P);colormap(summer)light('position',[50,-10,5])lighting flatmaterial([0.9,0.9,0.6,15,0.4])例70利⽤0对图形进⾏剪切处理P=peaks(30);P(18:20,9:15)=0;surfc(P);colormap(summer)light('position',[50,-10,5])material([0.9,0.9,0.6,15,0.4])3 三维图形的精细控制1) 视⾓控制viewview([az ad]); view([vx,vy,vz])2) 照相机设置MATLAB绘制三维图形时，默认的视⾓为：⽅位⾓AZ=37.5，俯仰⾓EL=30。

第7讲 绘制三维图（第5章MATLAB 绘图）目的：1.掌握绘制三维图形的方法。

2.掌握绘制图形的辅助操作。

一、绘图时点坐标矩阵的生成。

绘图函数使用描点法绘图，所以在绘图前，需要建立空间点的概念，空间中的点需要三个坐标(,,)x y z ，matlab 使用三个矩阵来存储点的三个坐标，一个矩阵（比如A ）存储点的x 坐标，一个矩阵（比如B ）存储点的y 坐标，一个矩阵（比如C ）存储点的z 坐标。

其中A 、B 、C 三矩阵是同型矩阵。

例如设矩阵123112X ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，014221Y −⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，510113Z ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪−⎝⎭则，matlab 绘图函数将绘制点()()1,0,5,(2,1,1),(3,4,0),,2,1,3−共6个点。

如果点的坐标没有规律那么我们需要手工输入坐标矩阵。

如果点的坐标有规律，那么我们可以使用矩阵运算或者matlab 产生点的函数来生成坐标矩阵。

例如，假设空间中点的纵横坐标如下图所示：图中点的坐标有规律：横坐标是(1,2,3,4),纵坐标是(1,2,3)，所以可以使用如下方法得到点的坐标矩阵。

方法一：>> a=[1,2,3,4];b=[1,2,3];i=ones(1,3);j=ones(1,4);>>x=i’ *a; y=b‘ *j;方法二：使用matlab系统函数meshgrid（推荐使用）>> a=[1,2,3,4]; b=[1,2,3];>>[x,y]=meshgrid(a,b) % 该函数生成的x，y矩阵和方法一相同。

------------------我是华丽分割线-----------------除meshgrid外，还可以用peaks、cylinder函数等生成点坐标矩阵。

peaks(n): 本身是一个创建具有多个峰值的曲面图，例如:>> peaks(30) %产生的图如下：在matlab中可以使用，例如：命令[x,y,z]=peaks(30)取出曲面点的三个坐标矩阵x,y,z；[a,b]=peaks(30)取出曲面点的前两坐标矩阵x,y；%可以用逻辑运算a==x,b==y验证注意：命令a=peaks(30)取出的a不是曲面点的x坐标，而是点的z坐标；可以用二维绘图函数scatter(x,y)绘制散点图观察取出的坐标点:>>[x,y]=peaks(8);>>scatter(x,y)另一个可以用来取坐标点的函数是sphere(n)，命令sphere(n)：绘制一个具有n个纵列的单位球面。

第五章%Exercise 1x=[0 4 10 12 15 22 28 34 40];y=[0 1 3 6 8 9 5 3 0];trapz(x,y)%Exercise 2x=[0 4 10 12 15 22 28 34 40];y=[0 1 3 6 8 9 5 3 0];diff(y)./diff(x)%Exercise 3xa=-1:0.1:1;ya=0:0.1:2;[x,y]=meshgrid(xa,ya);z=x.*exp(-x.^2 -y.^3);[px,py] = gradient(z,xa,ya);px%Exercise 4t=0:0.01:1.5;x=log(cos(t));y=cos(t)-t.*sin(t);dydx=gradient(y,x)plot(x,dydx) %dydx函数图，作图观察x=-1时，dydx的值约0.9 %以下是更精确的编程计算方法[x_1,id]=min(abs(x-(-1)));%找最接近x=-1的点，id为这个点的下标dydx(id)%Exercise 5(1)fun=@(x)1/sqrt(2*pi)*exp(-x.^2/2);quadl(fun,0,1)或用trapzx=linspace(0,1,100);y=1/sqrt(2*pi)*exp(-x.^2/2);trapz(x,y)%Exercise 5(2)fun=inline('exp(2*x).*cos(x).^3');quadl(fun,0,2*pi)或用trapzx=linspace(0,2*pi,100);y=exp(2*x).*cos(x).^3;trapz(x,y)%Exercise 5(3)fun=@(x)x.*log(x.^4).*asin(1./x.^2);quadl(fun,1,3)或用trapzx=1:0.01:3;y=feval(fun,x);trapz(x,y)%Exercise 5(4)fun=@(x)sin(x)./x;quadl(fun,1e-10,1) %注意由于下限为0，被积函数没有意义，用很小的1e-10代替%Exercise 5(5)fun=inline('x.^(-x)','x');quadl(fun,1e-10,1) %注意由于下限为0，被积函数没有意义，用很小的1e-10代替%Exercise 5(6)fun=inline('sqrt(1+r.^2.*sin(th))','r','th');dblquad(fun,0,1,0,2*pi)%Exercise 5(7)%先在Editer窗口建立90页函数dblquad2，再在Command窗口clear;fun=@(x,y)1+x+y.^2;clo=@(x)-sqrt(2*x-x.^2);dhi=@(x)sqrt(2*x-x.^2);dblquad2(fun,0,2,clo,dhi,100)%Exercise 6t=linspace(0,2*pi,100);x=2*cos(t);y=3*sin(t);dx=gradient(x,t);dy=gradient(y,t);f=sqrt(dx.^2+dy.^2);trapz(t,f)%Exercise 6另一解法%先写参数方程x=2*cos(t);y=3*sin(t);%计算x'(t)=-2*sin(t),y'(t)=3*cos(t)%4*sin(t)^2+9*cos(t)^2=4+5*cos(t)^2fun=@(t)sqrt(4+5*cos(t).^2);quadl(fun,0,2*pi)%Exercise 7%先算出z的梯度dz/dx=(1-2*x^2)*exp(-x^2-y^2),dz/dy=(1-2*y^2)*exp(-x^2-y^2);%根据曲面面积公式fun=@(x,y)sqrt(1+((1-2*x.^2).*exp(-x.^2-y.^2)).^2+((1-2*y.^2)*exp(-x.^2-y.^2)).^2);dblquad(fun,-1,1,0,2)%或者用下列纯粹离散化解法xa=linspace(-1,1);ya=linspace(0,2);[x,y]=meshgrid(xa,ya);z=x.*exp(-x.^2-y.^2);[zx,zy]=gradient(z,xa,ya);f=sqrt(1+zx.^2+zy.^2);s=0;for i=2:length(xa)for j=2:length(ya)s=s+(xa(i)-xa(i-1))*(ya(j)-ya(j-1))*(f(i,j)+f(i-1,j)+f(i,j-1)+f(i-1,j-1))/4;%每个近似长方体高用四顶点平均值endends%Exercise 8funl=inline('-(-x).^0.2.*cos(x)');funr=inline('x.^0.2.*cos(x)');quadl(funl,-1,0)+quadl(funr,0,1)%Exercise 9 (以I32为例)fun=@(x)abs(sin(x));h=0.1;x=0:h:32*pi;y=feval(fun,x);t1=trapz(x,y)h=pi;x=0:h:32*pi;y=feval(fun,x);t2=trapz(x,y)%步长与周期一致，结果失真q1=quad(fun,0,32*pi)q2=quadl(fun,0,32*pi)%Exercise 10(1)先在Editer窗口建立88页函数deriv，再在Command窗口fun=inline('x.^2.*sin(x.^2+3*x-4)','x');deriv(fun,[1.3 1.5],0.1,1e-3) %取0.1为初始步长%注：书后习题答案错，1.3处导数应为2.4177，1.5处导数应为-11.3330%Exercise 10(2)%先在程序编辑器，写下列函数，保存为ex5_10_2ffunction d=ex5_10_2f(fname,a,h0,e)h=h0;d=(fname(a+h)-2*fname(a)+fname(a-h))/(h*h);d0=d+2*e;while abs(d-d0)>ed0=d;h0=h;h=h0/2;d=(fname(a+h)-2*fname(a)+fname(a-h))/(h*h);end%再在指令窗口执行fun=@(x)x.^2*sin(x.^2-x-2);d=ex5_10_2f(fun,1.4,0.1,1e-3)%Exercise 11%提示：f上升时，f'>0;f下降时，f'<0; f极值，f'=0.%Exercise 12在程序编辑器，写下列函数，保存为ex5_12function I=ex5_12(fname,a,b,n)h=(b-a)/n;x=a:h:b;f=fname(x);I=f(1)+f(n+1);for i=2:nif i-2*floor(i/2)==0I=I+4*f(i);elseI=I+2*f(i);endendI=h/3*I;%再在指令窗口执行ex5_12(inline('1/sqrt(2*pi)*exp(-x.^2/2)'),0,1,50) %注：原题n=5改为偶数n=50%更加符合Matlab风格的编程ex5_12function I=ex5_12f(fname,a,b,n)x=linspace(a,b,n+1);f=fname(x);I=(b-a)/n/3*(f(1)+f(n+1)+2*sum(f(3:2:n))+4*sum(f(2:2:n)));%Exercise 13fun=inline('5400*v./(8.276*v.^2+2000)','v');quadl(fun,15,30)%Exercise 14重心不超过凳边沿。