MATLAB二维绘图直角坐标.docx
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MATLAB二维绘图直角坐标
007.二维绘图（直角坐标）
前言：
Matlab具有强大的绘图功能，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。
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、文字说明等）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。
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二维绘图可以采用不同的坐标系，如直角坐标、极坐标、对数坐标等。
一．绘制二维曲线的基本函数
1.基本绘图函数——plot（）
用于绘制二维平面上的直角坐标图，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（x,y）——x,y为长度相同的向量，存储x坐标和y坐标
例1在
区间，绘制一般曲线
x=0:
pi/100:
2*pi;
y=2*exp（-0.5*x）.*sin（2*pi*x）;
plot（x,y）
运行结果：
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2绘制参数方程曲线——星形线:
x=2cos3t;y=2sin3t
t=0:
0.01:
2*pi;
x=2.*（cos（t））.^3;
y=2.*（sin（t））.^3;
plot（x,y）;
运行结果：
例3绘制参数方程曲线——摆线：
x=a（t–sint）;y=a（1–cost）
t=0:
0.01:
2*pi;
x=a.*（t-sin（t））;
y=a.*（1-cos（t））;
plot（x,y）;
运行结果：
2．同一坐标图中画多条函数曲线
调用格式为：
plot（x1,y1,x2,y2,…,xn,yn）
例4同一坐标图中画出
，
，
三条曲线。
x=0:
pi/50:
2*pi;
plot（x,sin（x）,x,2*sin（x）,x,3*sin（x））
运行结果：
注：
利用plot函数可以直接将矩阵的数据绘制图形（矩阵的每一列数据作为一条曲线），例
例5绘制数据矩阵表示的图形
A=pascal（5）
plot（A）
运行结果：
A=11111
12345
1361015
14102035
15153570
3．图形选项设置线型、颜色和数据点标记符号等
线型：
-实线:
虚线-.点划线--双划线
颜色：
b蓝色g绿色r红色c青色m品红
y黄色k黑色w白色
标记符号：
.点o圆圈×叉号+加号*星号
s方块d菱形p五角星h六角星
∨朝下三角符号∧朝上三角符号
<朝左三角符号>朝右三角符号
例6用不同的线型和颜色在同一坐标图内绘制曲线
及其上下包络线：
【用黑色虚线画出两条包络线，用蓝色双划线画出曲线y，用红色五角星离散标出数据点】
x=（0:
pi/100:
2*pi）';
y1=2*exp（-0.5*x）*[1,-1];
y2=2*exp（-0.5*x）.*sin（2*pi*x）;
x1=（0:
12）/2;
y3=2*exp（-0.5*x1）.*sin（2*pi*x1）;
plot（x,y1,'k:
',x,y2,'b--',x1,y3,'rp'）;
运行结果：
4．绘制出具有不同纵坐标标刻度的两个图形——plotyy（）
两个函数绘制在同一个坐标中（横坐标的标度相同，纵坐标有两个——不同量纲不同数量级），有利于图形数据的对比分析。
plotyy（x1,y1,x2,y2）
例7绘制两个纵坐标图形
x1=0:
pi/100:
2*pi;
x2=0:
pi/100:
3*pi;
y1=exp（-0.5*x1）.*sin（2*pi*x1）;
y2=1.5*exp（-0.1*x2）.*sin（x2）;
plotyy（x1,y1,x2,y2）;
运行结果：
二．绘制图形的辅助操作
1．图形标注
在绘制图形时，可以对图形加上一些说明，如图形的名称、坐标轴说明以及图形某一部分的含义等，这些操作称为添加图形标注。
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’）%在坐标点（x,y）的位置添加“图形说明”
legend（’图例1’,’图例2’,…）
注：
（1）legend函数用于对绘制曲线所用线型、颜色或数据点标记作图例说明（放置在空白处），用户还可以通过鼠标移动图例，将其放到所希望的位置。
（2）除legend函数外，其他函数同样适用于三维图形，在三维中z坐标轴说明用zlabel函数。
（3）上述函数中的说明文字，除了使用标准的ASCII字符外，还可以使用LaTex格式的控制字符，这样就可以在图形上添加希腊字符，数学符号和公式等内容，受LaTex字符串控制部分要加大括号{}括起来。
2．坐标控制
在绘制图形时，Matlab可以自动根据要绘制曲线数据的范围选择合适的坐标刻度，使得曲线能够尽可能清晰的显示出来。
但是，如果用户对坐标不满意，可以利用axis函数对其重新设定：
axis（[xminxmaxyminymax]）
注：
绘制出三维图形，需要再加两个参数zmin，zmax
axis函数其他用法：
axisequal：
纵横坐标轴采用等长刻度
axissquare：
产生正方形坐标系（默认为矩形）
axisauto：
使用默认设置
axisoff：
取消坐标轴
axison：
显示坐标轴
此外，给坐标加网格线可以用grid命令来控制，gridon/off命令控制画还是不画网格线，不带参数的grid命令在两种之间进行切换。
给坐标加边框用box命令控制（用法同grid）
例8绘制分段函数，并做适当图形标注
x=0:
0.1:
10;
y=[];
forx0=x
ifx0>=8
y=[y,1];%y=1
elseifx0>=6
y=[y,5-x0/2];%y=5-x/2
elseifx0>=4
y=[y,2];%y=2
elseifx0>=0
y=[y,sqrt（x0）];%y=sqrt（x）
end
end
plot（x,y）
axis（[01002.5]）
title（'分段函数曲线'）;
xlabel（'Variablex'）;
ylabel（'Variabley'）;
text（2,1.3,'y=x^{1/2}'）;
text（4.5,1.9,'y=2'）;
text（7.3,1.5,'y=5-x/2'）;
text（8.5,0.9,'y=1'）;
运行结果：
3．图形保持（常用于同一坐标图下同时绘制多条函数曲线）
Matlab默认每执行一次绘图命令，就刷新一次当前图形窗口，图形窗口原有图形将不复存在，如果希望在已经存在的图形上再继续添加新的图形，可以使用图形保持命令hold.holdon/off命令是保持原有图形还是刷新原有图形，不带参数的hold命令在两者之间进行切换。
4．图形窗口分割（子图）——subplot（）
Matlab提供了subplot函数用来将当前窗口分割成若干个绘图区，每个区域代表一个独立的子图（使用独立的坐标系），可以通过subplot函数激活某一区为活动区，其绘图命令都是作用于该活动区域。
调用格式：
subplot（m,n,p）
该函数把当前窗口分成m×n个绘图区（m行，n列），按行优先编号。
其中第p个区为当前活动区。
每一个绘图区允许以不同的坐标系单独绘制图形。
例9绘制2×2子图
x=0:
pi/30:
2*pi;
y=sin（x）;
z=cos（x）;
t=sin（x）./（cos（x）+eps）;
ct=cos（x）./（sin（x）+eps）;
subplot（2,2,1）;
plot（x,y）
title（'sin（x）'）;
axis（[0,2*pi,-1,1]）;
subplot（2,2,2）;
plot（x,z）
title（'cos（x）'）;
axis（[02*pi-11]）;
subplot（2,2,3）;
plot（x,t）
title（'tg（x）'）;
axis（[02*pi-4040]）;
subplot（2,2,4）;
plot（x,ct）
title（'ctg（x）'）;
axis（[02*pi-4040]）;
运行结果：
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