非常强大的matlab7.0入门作图教程讲解

2
Matlab 绘图
如何画出 y＝sin(x) 在 [0, 2*pi] 上的图像？
3
Matlab 绘图
手工作图

找点： x=0, pi/3, pi/2, 2*pi/3, pi, … 计算函数值： y=sin(0), sin(pi/3), sin(pi/2), 描点：在坐标系中画出这些离散点
…
19
以下标为横坐标，元素值为纵坐标，等价于：
x=[1:length(y)];plot(x,y);
例：>> y=[0,0.48,0.84,1,0.91,6.14];
>> plot(y); >> figure(2); plot([1:length(y)], y)
自己动手
plot(Y): 当 Y 是矩阵时的图形是什么？ >> Y=[1 2; 3 5; 6 9]; plot(Y); >> plot(Y’);
25
图形的其他属性
图形标注与坐标控制 有关图形标注函数的调用格式为： title(图形名称) xlabel(x轴说明) ylabel(y轴说明) text(x,y,图形说明) legend(图例1,图例2,…)
26
图形的其他属性ຫໍສະໝຸດ 标题 title(’text’)
例
可以指定文本的属性 title('text', 'Property1', value1, ' Property2', value2, ...)
自己动手
在0≤x≤2区间内，绘制曲线
y=2e-0.5x cos(4πx)
14
【例】在0≤x≤2区间内，绘制曲线
y=2e-0.5x cos(4πx)

早在20世纪90年代初，欧美等发达国家的大学就将MATLAB列为一种必须掌握 的编程语言。近几年来，国内的很多大学也将MATLAB列为了本科生必修课程。
与Maple、Mathematica数学计算软件相比，MATLAB以数值计算见长，而 Maple等以符号运算见长，能给出解析解和任意精度解，而处理大量数据的能力 远不如MATLAB。
5/6/2020
.Matlab Language
4
课程安排
课堂教学：共24学时；（1-12周） 上机试验：共24学时。
（2-13周，周二7-8节，九实401、402、403）
学习成绩： 1)上机实验成绩占30%; 2)考勤 10% ; 3) 考试60% （随堂考试）。
主要参考书 ➢ 《精通MATLAB 6.5》张志涌 等编著，北航出版，2003年 ➢ 《高等应用数学问题的Matlab求解》 薛定宇等著，清华大学出
MATLAB软件功能之强大、应用之广泛，已成为为21世纪最为重要的科学计算 语言。可见学习掌握这一工具的重要性。
5/6/2020
.Matlab Language
13
1.2 MATLAB产品的体系结构
围绕着MATLAB这个计算核心，形成了诸多针对不同 习使M实用A际MMTA上LATATMLBLAA产ABTBS间 的呢品LimA或核？由uB围 称 专 Bl离心若本这ilnoM文 标 编 行用绕为k散。c就干身M核 数A是k件 译效准模着模s时AT有模就心 据e窗编 生率的L块S块tT间、块是必i与 可ALm口译 成C。集集AB的S要组一u/基视图i生函BlC，（mCi动n了成个础化是+形oP成数k如Bm+态o仿，解极，于M应（用的位而领l方o标库w文Cp系cA真这不其i是一e且用工开域T详o式lk准或r件eTmos统Sr核一同丰集体发新领具，见eLo的这y的可m可tslA建s心b软的富高的提的域箱可tMu）、种执eCBo以nm模所A件模的x/性高产供工的大以i,专编行）cM被CTB、a开产块资能效品的具算概首+L门t译A文l，任iooA+分发T品完源数编家工箱法有先c用器n件这B何语Lk析的的成库B值程族s具还程到在4A于可，e些一言0lB和to应体不，多计语的箱在序网线、连以以c工产种文k仿用系同那个算言计，不包上帮S续将s提具品件Cie真g程结的么，与。算这t断，查助/时Mn、高箱提，Ca序构功应另些增被找文Al+D程的供而T包+能该外工加称是档S。序L列许生编P，，从A还具。为否。的表多成译B其哪有箱如专 已M程运以的器A中一其的果用 有序及T有部他总你工 相L每A：分公数有具 关个B开司已特箱 的本工始或有别工身具着研1的具所箱0手0究应箱提的多、单用，供使个学，

文本标注举例




>> x=linspace(-3,5,100); >> y=cos(x); >> z=sin(x); >> plot(x,y,x,z) >> title('一条正弦曲线和 一条余弦曲线') >> xlabel('x的取值范围') >> ylabel('Y和Z的值') >>
2019/2/24
2
1. 基本的绘图命令


基本的绘图命令 绘图的一般步骤 绘制二维曲线图 极坐标图形的绘制 多个图形的绘制方法 曲线的色彩、线型和数据点型
2019/2/24
3
（1）基本的绘图命令

绘制基本线性图的函数表
函 数 名 功能描述 在x轴和y轴都按线性比例绘制二维图形 在x轴、y轴和z轴都按线性比例绘制三维图形 在x轴和y轴按对数比例绘制二维图形 在x轴按对数比例，y轴按线性比例绘制二维图形 在y轴按对数比例，x轴按线性比例绘制二维图形 绘制双y轴图形
7. 输出图形
2019/2/24
5
（3）绘制二维曲线图

二维曲线图在MATLAB 7中的绘制是最为简便的。如 果将X轴和Y轴的数据分别保存在两个向量中，同时 向量的长度完全相等，那么可以直接调用函数进行二 维图形的绘制。在MATLAB 7中，使用plot函数进行 二维曲线图的绘制。
2019/2/24
plot plot3 loglog semilogx semilogy plotyy
2019/2/244Βιβλιοθήκη （2）绘图的一般步骤

7.2.1 调用plot函数绘制二维图形
二维绘图函数中最基本的是plot函数，其余函数都是围绕 其发展扩充形成的。本小节首先介绍如何调用plot函数来 绘制图形。 MATLAB中调用plot函数的方式有3种，具体格式、功能及举 例如下。 1.plot(X,'s') 如X为实数向量时，MATLAB以X中元素的下标为横坐标，元 素值为纵坐标绘制连续曲线。如下绘制实数向量的图形。 2.plot(X,Y,'s') 如X和Y为同维向量，MATLAB以X为横坐标、以Y为纵坐标绘 制图形。 3.plot(X1,Y1,'s',X2,Y2,'s',X3,Y3,'s',…) 此种方式与第2种类似，不同的只是同时在图形窗口中绘制 多条互不影响的连续曲线。
7.2.4 设置坐标轴范围
在绘制某些图形的时候，用户对坐标轴的范围和刻度要求常常比 较严格，虽然MATLAB拥有便捷智能的函数和内部自适应设置，但 是显示的图形往往仍达不到用户所要求的效果。所以，MATLAB提 供给用户一系列坐标轴操作控制指令，使用户可以根据自己的具 体需要和爱好，有针对性地调整和设置坐标轴的某些参数。下面 首先列出MATLAB中常用的坐标轴操作函数。
7.3.2 使用mesh函数绘制三Байду номын сангаас网格图
用户在绘制三维图形时，常需要绘制曲线网格图，MATLAB提供了专门绘制 曲线网格图的函数mesh，此函数可以绘制出完整的曲面，其常用的调用格 式及功能如下。 mesh(Z)：分别以矩阵Z的列、行下标作为x、y轴的自变量，进行绘图。 绘制一个随机5阶矩阵的曲线网格图，代码如下。 >> x=rand(5); >> mesh(x) 随即生成图形，如图所示。 mesh(X,Y,Z)： 最常用的一般调用格式。 mesh(X,Y,Z,C)：完整的调用格式，其中‘C’作用为指定图形的着色， ‘C’没有指定，系统默认C=Z。

控制流语句
使用条件语句（如if-else）和 循环语句（如for）来控制程序 流程。
变量定义
使用赋值语句定义变量，例如 `a = 5`。
矩阵运算
使用矩阵进行数学运算，如加 法、减法、乘法和除法等。
函数编写
创建自定义函数来执行特定任 务。
02
MATLAB编程语言基础
变量与数据类型
变量命名规则
数据类型转换
编辑器是一个文本编辑器 ，用于编写和编辑 MATLAB脚本和函数。
工具箱窗口提供了一系列 用于特定任务的工具和功 能，如数据可视化、信号 处理等。
工作空间窗口显示当前工 作区中的变量，可以查看 和修改变量的值。
MATLAB基本操作
数据类型
MATLAB支持多种数据类型， 如数值型、字符型和逻辑型等 。
04
MATLAB数值计算
数值计算基础
01
02
03
数值类型
介绍MATLAB中的数值类 型，包括双精度、单精度 、复数等。
变量赋值
讲解如何给变量赋值，包 括标量、向量和矩阵。
运算符
介绍基本的算术运算符、 关系运算符和逻辑运算符 及其优先级。
数值计算函数
数学函数
列举常用的数学函数，如 三角函数、指数函数、对 数函数等。
矩阵的函数运算
总结词：MATLAB提供了许多内置函 数，可以对矩阵进行各种复杂的运算
。
详细描述
矩阵求逆：使用 `inv` 函数求矩阵的 逆。
特征值和特征向量：使用 `eig` 函数 计算矩阵的特征值和特征向量。
行列式值：使用 `det` 函数计算矩阵 的行列式值。
矩阵分解：使用 `factor` 和 `expm` 等函数对矩阵进行分解和计算指数。

由Cleve Moler和John Little于1980 年代初期开发，用于解决线性代数课 程的数值计算问题。
MATLAB的优势
易于学习、使用灵活、高效的数值计 算和可视化功能、强大的工具箱支持。
发展历程
从最初的数值计算工具，逐渐发展成 为一款功能强大的科学计算软件，广 泛应用于工程、科学、经济等领域。
MATLAB工作环境与界面
MATLAB工作环境
包括命令窗口、工作空间、命令历史窗口、当 前文件夹窗口等。
界面介绍
详细讲解MATLAB界面的各个组成部分，如菜 单栏、工具栏、编辑器窗口等。
基本操作
介绍如何在MATLAB环境中创建、保存、运行脚本和函数，以及如何进行基本 的文件操作。
基本数据类型与运算
矩阵大小
使用`size`函数获取矩阵的行数 和列数。
矩阵元素访问
通过下标访问矩阵元素，如 `A(i,j)`表示访问矩阵A的第i行第j 列元素。
矩阵基本操作
包括矩阵的加、减、数乘、转置 等操作。
矩阵运算及性质
矩阵乘法 满足乘法交换律和结合律，但不满足 乘法交换律。
矩阵的逆
对于方阵，若存在一矩阵B，使得 AB=BA=I（I为单位矩阵），则称B 为A的逆矩阵。
Hale Waihona Puke 03 数据分析与可视化数据导入、导出及预处理
数据导入
介绍如何使用MATLAB导入各种格式的数据文件， 如.csv、.txt、.xlsx等。
数据导出
讲解如何将MATLAB中的数据导出为常见的数据文件格式，以 便于数据共享和交换。
数据预处理
阐述数据清洗、数据变换、数据规约等预处理技术，为后续的数 据分析和可视化奠定基础。
01
02

matlab教程 PPT(完整版)
汇报人：可编辑
2023-12-24
目录
• MATLAB基础 • MATLAB编程 • MATLAB矩阵运算 • MATLAB数值计算 • MATLAB可视化 • MATLAB应用实例
01
CATALOGUE
MATLAB基础
MATLAB简介
MATLAB定义
MATLAB应用领域
菜单栏
包括文件、编辑、查看、主页 、应用程序等菜单项。
命令窗口
用于输入MATLAB命令并显示 结果。
MATLAB主界面
包括命令窗口、当前目录窗口 、工作空间窗口、历史命令窗 口等。
工具栏
包括常用工具栏和自定义工具 栏。
工作空间窗口
显示当前工作区中的变量。
MATLAB基本操作
变量定义
使用变量名和赋值符号（=）定义变 量。
详细描述
直接输入：在 MATLAB中，可以直 接通过输入矩阵的元 素来创建矩阵。例如 ，`A = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]`。
使用函数创建： MATLAB提供了多种 函数来创建特殊类型 的矩阵，如`eye(n)`创 建n阶单位矩阵， `diag(v)`创建由向量v 的元素构成的对角矩 阵。
使用bar函数绘制柱状图 ，可以自定义柱子的宽
度、颜色和标签。
使用pie函数绘制饼图， 可以自定义饼块的比例
和颜色。
三维绘图
01
02
03
04
三维线图
使用plot3函数绘制三维线图 ，可以展示三维空间中的数据
点。
三维曲面图
使用surf函数绘制三维曲面图 ，可以展示三维空间中的曲面
。
三维等高线图

例：利用函数hist绘制randn概率分布图。 解：>> Y = [1, 2, 2, 5, 6, 6, 8, 11]; hist(Y) >>hist(Y,20) >> Y = [1,2.5,2.1;3,3.5,6]; hist(Y),legend('第一列','第二列','第三列')
例：利用函数rose绘制极坐标下的玫瑰图，其中t为 随机数。 x=rand(1000,1)*100; t=x*pi/180; %设置x为正态分布随机数, 设置函数关系 rose(t) ;
例
在0≤x≤2区间内，绘制曲线 y=2e-0.5xcos(4πx)
>>x=0:pi/100:2*pi; y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x); plot(x,y)
设置曲线样式表
线型 : -. 实线 虚线 点划线 . o x 点标记 点 小圆圈 叉子符 y m c 颜色 黄 棕色 青色
t=[0:pi/20:4*pi]; %定义时间范围 hold on %允许在同一坐标系下绘制不同的图形 axis([0 4*pi -10 10]) plot(t, 10*sin(t), 'r:') %线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号 plot(t, 5*cos(t),'b*--') %线形为虚线、颜色为蓝色、数据点标记为星号 xlabel('时间t'); ylabel('幅值x'); title('简单绘图实例'); legend('x1=10sint:点画线','x2=5cost:虚线') %添加文字标注 gtext('x1'); gtext('x2') %利用鼠标在图形标示曲线说明文字 grid on %在所画出的图形坐标中添加栅格

minimize f ( x)
x
如果我们想要求出函数f(x)的最大值， 可以转而求取函数g(x)=－f(x)的最小值， 因为函数g(x) 最小值出现的地方与函数f(x)最大值出现的地方相同。
2 例如，假定想要求前面所描述的函数 f ( x1 , x2 ) x12 2x1 x2 6x1 x2 6x2 的最大值，这时，
137
显示参数描述
输入适应度函数 输入适应度函数 的变量数目
开始遗传算法
显示结果
图8.2
遗传算法工具
为了使用遗传算法工具，首先必须输入下列信息： Fitness function（适应度函数）——欲求最小值的目标函数。输入适应度函数的形式 为@fitnessfun，其中fitnessfun.m是计算适应度函数的M文件。在前面“编写待优化函数的M文 件”一节里已经解释了如何编写这种M文件。符号@产生一个对于函数fitnessfun的函数句柄。 Number of variables（变量个数）——适应度函数输入向量的长度。对于“编写待优化 函数的M文件”一节所描述的函数My_fun，这个参数是2。 点击Start按钮，运行遗传算法，将在Status and Results（状态与结果）窗格中显示出相应 的运行结果。 在Options窗格中可以改变遗传算法的选项。为了查看窗格中所列出的各类选项，可单击 与之相连的符号“+”。
8.1.2 编写待优化函数的M文件
134
为了使用遗传算法和直接搜索工具箱，首先必须编写一个 M 文件，来确定想要优化的函 数。这个 M 文件应该接受一个行向量，并且返回一个标量。行向量的长度就是目标函数中独 立变量的个数。本节将通过实例解释如何编写这种 M 文件。 8.1.2.1 编写 M 文件举例 下面的例子展示了如何为一个想要优化的函数编写M文件。 假定我们想要计算下面函数的 最小值：