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一二维绘图命令
二维绘图的基本命令有plotloglogsemilogxsemilogy和polar。它们的使用方法基本相同其不同点是在不同的坐标中绘制图形。
plot命令使用线性坐标空间绘制图形loglog命令在两个对数坐标空间中绘制图形而semilogx或semilogy命令使用x轴或y轴为对数刻度另外一个轴为线性刻度的坐标空间绘制图形polar使用极坐标空间绘制图形。二维绘图命令plot为了适应各种绘图需要提供了用于控制线色、数据点和线型的3个基本参数。它的使用格式如下
plot(x, y, color_point_linestyle)
该命令是绘制y对应x的轨迹的命令。y与x均为向量且具有相同的元素个数。用字符串color_point_linestyle完成对上面3个参数的设置。
线色r-redg-green, b-bluew-whitek-balcki-invisibley-yellow数据点.ox*SHDV^p线型--.--:都可以根据需要适当选择。
当plot(x, y)中的x和y均为mxn矩阵时plot命令将绘制n条曲线。
如果多重曲线对应不同的向量绘制可使用命令
plot(t1, x1, t2, x2, t3, x3)
其中x1对应t1x2对应t2等等。在这种情况下t1t2和t3可以具有不同的元素个数但要求x1、x2和x3必须分别与t1、t2和t3具有相同的元素个数。
也可以使用另外一种形式将多张图在一张图上显示。
x [0:0.5:7]
y1 sin(x)
y2 cos(x)
y3 (1/2)*x-0.5
hold on
plot(x, y1)
plot(x, y2)
plot(x, y3)
hold offplot(x, y1, r, x, y2, g, x, y3, b)subplot命令使得在一个屏幕上可以分开显示n个不同坐标系且可分别在每一个坐标系中绘制曲线。其命令格式如下
subplot(r,c,p)
该命令将屏幕分成r x c个子窗口而p表示激活第p个子窗口。窗口的排号是从左到右自上而下。
subplot(2, 3, 2)
subplot(2, 3, 3)
subplot(2, 3, 4)在图形绘制完毕后执行如下命令可以再在图中加入标题、标号、说明和分格线等。
这些命令有titlexlabelylabeltextgtext等。它们的命令格式如下
title(My Title)
xlabel(My X-axis Label)
ylabel(My Y-axis Label)
text(x, y,Text for annotation)
gtext(Text for annotation)
grid
gtext命令是使用鼠标定位的文字注释命令。当输入命令后可以在屏幕上得到一个光标然后使用鼠标控制 它的位置。单击鼠标左键即可确定文字设定的位置。
hold on是图形保持命令可以把当前图形保持在屏幕上不变同时在这个坐标系内绘制另一个图形。hold命令是一个交替转换命令即执行一次转变一个状态相当于hold onhold off
y x
subplot(2, 3, 2)
title(my data1)
xlabel(my data xlabel)
ylabel(my data ylabel)
text(x, y,data)
gtext(data symbol)
grid二显函数、符号函数或隐函数的绘图
fplotfunlims绘制由字符串fun指定函数名的函数在x轴区间为lims[xmin, xmax]的函数图。若lims[xmin, xmax, ymin, ymax]则y轴也被限制。
例1function y Afun1(x);
if x1y x 1;
elsey 1 1/x;
end
然后在命令窗口输入fplot(Afun1, [-3, 3])
就可以画出函数f(x)的图形。也可以使用匿名函数Afun1 (x) (x 1)*(x 1) (1 1/x)*(x 1);fplot(Afun1, [-3, 3])ezplot(Afun1)%函数Afun1的图形横轴的近似范围为[-2π2π]也可以使用参数来代替默认的参数
例2ezplot(x^2 (y^2)/4 1)三三维图形
在实际工程计算中最常用的三维绘图是三维曲线图、三维网格图和三维曲面图3中基本类型。与此对应Matlab也提供了一些三维基本绘图命令如三维曲线命令plot3三维网格图命令mesh和三维表面图命令surf。
1.三维曲线
plot3x, y, z通过描点连线画出曲线这里xyz都是n维向量分别表示该曲线上点集的横坐标、纵坐标、竖坐标。
例3
在区间[0, 10π]画出参数曲线xsintycostzt并分别标注。
t 0:pi/50:10*pi;
plot3(sin(t), cos(t), t)
xlabel(sin(t)), ylabel(cos(t)), zlabel(t)2.网格图
命令meshx, y, z画网格曲面这里xyz是三个同维数的数据矩阵分别表示数据点的横坐标、纵坐标、竖坐标命令mesh(x, y, z)将该数据点在空间中描出并连成网格。
例4
x -3:0.1:3; y -5:0.1:5;
[x, y] meshgrid(x, y); %生成网格数据
z (sin(x.*y) eps)./(x.*y eps);
mesh(x, y, z)3.表面图
命令surf(x, y, z)画三维表面图这里xyz是三个同维数的数据矩阵分别表示数据点的横坐标、纵坐标、竖坐标。
例5
[x, y] meshgrid([-3:0.2:3]); %生成网格数据
z (sin(x.*y) eps)./(x.*y eps);
surf(x, y, z)4.旋转曲面
例6
x 0:10:600;
[X, Y, Z] cylinder(30*exp(-x/400).*sin((x 25*pi)/100) 130);
surf(X, Y, Z)例7
画出x^2 (y-5)^2 16绕x轴旋转一周所形成的旋转曲面。
解因为这里的函数是隐函数化成显函数后有两支必须使用参数方程旋转面的参数方程为
x 4cosα
y (5 4sinα)cosβ
z (5 4sinα)sinβ. 式中αβ∈[0, 2π]。
alpha [0:0.1:2*pi];
beta 0:0.1:2*pi;
x 4*cos(alpha)*ones(size(beta));
y (5 4*sin(alpha))*cos(beta);
z (5 4*sin(alpha))*sin(beta);
surf(x, y, z)
也可以使用匿名函数
x (alpha, beta) 4*cos(alpha);
y (alpha, beta) (5 4*sin(alpha)).*cos(beta);
z (alpha, beta) (5 4 *sin(alpha)).*sin(beta);
ezsurf(x, y, z)5.其他二次曲面
Matlab中使用绘图命令ezmesh或ezsurf也很方便只需要把曲面方程写成两个变量的显函数方程或参数方程即可。
例8
1旋转单叶双曲面 (x^2 y^2)/9 - (z^2)/4 1;
x (s, t) 3 *sec(s).*cos(t);
y (s, t) 3*sec(s).*sin(t);
z ( s, t) 2*tan(s);
ezmesh(x, y, z)2旋转双叶双曲面 (x^2)/9 - (y^2 z^2)/4 1;
x (s, t) 3 *sec(s);
y (s, t) 2*tan(s).*cos(t);
z ( s, t) 2*tan(s).*sin(t);
ezmesh(x, y, z)3抛物柱面 y^2 x;
ezsurf((y, z) y.^2, 50)4椭圆锥面 (x^2)/9 (y^2)/4 z^2;
z (s, t) tan(s);
x (s, t) 3*tan(s).*cos(t);
y ( s, t) 2*tan(s).*sin(t);
ezsurf(x, y, z)5椭球面 (x^2)/9 (y^2)/4 (z^2)/6 1;
ellipsoid(0, 0, 0, 3, 2, sqrt( 6))6马鞍面 z xy;
ezsurf((x, y) x.*y)7椭圆柱面 (x^2)/9 (y^2)/4 1;
x (s, t) 3*cos(s);
y ( s, t) 2*sin(s);
z (s, t) t;
ezmesh(x, y, z)四3 - D可视化图形
例9
[x, y, z, v] flow;
isosurface(x, y, z, v);例10
画出v (x^2)*y*(z 1)的示意图。
x 1:20;
y 1:10;
z -10:10;
[x, y, z] meshgrid(x, y, z);
v x.^2.*y.*(z 1);
isosurface(x, y, z, v)
