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matlab课程
函数图形的绘制多媒体，上机实验
第二讲
Ⅰ授课题目
第2章基本函数图形的绘制
Ⅱ教学目的与要求：
了解图形绘制的基本知识，能绘制基本的函数图形
Ⅲ、讲授内容
２.1 图形绘制的基本知识
2.1.1常用绘图基本线型,颜色和数据点形式
色彩符号
Y
g
r
b
颜色
黄色
绿色
红色
蓝色
线型符号
-
:
-.
--
线型
实线
点线
点划线
虚线
数据点形式
.
o
+
x
标记符号
点
圆圈
加号
x标记
常用绘图的基本线型,颜色和数据点形式如表2.1所示。
表2.1常用绘图基本线型,颜色和数据点形式
2.1.2常用绘图函数
1．绘图基本命令
plot（x,y,’r+-’）%离散数据画函数曲线图
fplot（y,[a,b]）%连续函数y在区间[a,b]上作曲线图
ezplot（y,[a,b]）%连续函数y在区间[a,b]上作曲线图
polar（t,r）%极坐标绘曲线图
holdon%保持图形
holdoff%取消保持图形
clf%删除图形
subplot（m.n,p）%分块绘图,分割成m行n列,p为编号
plot（x1,y1,x2,y2）%同一图形中绘制多条曲线
gridon（off）%图形窗口添加（去掉）网格
zoomon（off）%允许（不允许）对图形缩放
ginput（n）%用鼠标获取图形中n个点的坐标
fill%填充二维坐标中的二维图形
patch%填充二维或三维坐标中的图形
axis（[xmin,xmax,ymin,ymax]）%确定坐标系的范围
axis（‘equal’）%各坐标轴刻度增量相同
colormap（cm）%生成色图cm指定的色彩对照表
[x,y,z]=meshgrid（x,y,z）%三维网格坐标的生成
slice（x,y,z,v,xi,yi,zi,n）%绘制三维物体切片图
2．绘图的标注命令
xlabel（‘x轴’）%x轴加标志”x轴”
ylabel（‘y轴’）%y轴加标志”y轴”
zlabel（‘z轴’）%z轴加标志”z轴”
title（‘f曲线图’）%加画图名”f曲线图”
legend（‘f（x）’）%为图形添加图例
text（x,y,’文本’）%指定位置添加文本字符串
gtext（‘文本’）%用鼠标在图形上放置文本
2.2 函数图形的绘制
2.2.1平面曲线的图形的绘制
例１绘制正弦函数
的图形
方法一用离散数据绘图法
（a）先定义自变量X的取值向量
（b）再定义函数Y的取值向量
（c）用plot（x,y）命令绘制出平面曲线图,绘图函数的参数中可以给出绘制图形的线型,颜色和数据点形式
程序：
x=-2*pi:
0.1:
2*pi;
y=sin（x）;
plot（x,y,'g-o'）%用绿色的实线,数据点为o型绘制图形
具体图形如图2.1所示。
图2.1正弦函数
的图形
方法二用符号表达式函数绘图法
（a）先定义x是符号变量,再定义y是x的符号表达式函
（b）用绘图函数fplot或ezplot绘图
程序:
symsx
y=sin（x）;
fplot（'sin（x）',[-2*pi,2*pi]）
具体图形如图2.2所示。
图2.2正弦函数
的图形
例２同一窗口中绘制函数
的图形
程序:
x=0:
pi/100:
2*pi;
y1=sin（x）;
y2=2*sin（x+pi/6）;
y3=3*sin（x+pi/3）;
plot（x,y1,'-r',x,y2,':
g',x,y3,'-.b'）
grid%图形出现坐标轴格子
holdon
legend（'sin（x）','2sin（x+pi/6）','3sin（x+pi/3）'）
%为图形添加图例说明
title（'sine函数系'）%加画图名
xlabel（'X轴'）%X轴标记X轴
ylabel（'Y轴'）%Y轴标记Y轴
holdoff
具体图形如图2.3所示。
图2.3函数
的图形
例3同一窗口分块绘制函数
的图形
程序:
subplot（1,2,1）;
fplot（'x^2',[-2,2]）;
title（'x^2'）;
subplot（1,2,2）
fplot（'exp（x）',[-3,3]）;
title（'exp（x）'）
具体图形如图2.4所示。
图2.4函数
的图形
例4绘制参数方程
的图形
程序:
t=0:
0.1:
pi;
x=sin（t）;
y=cos（t）;
plot（x,y）
具体图形如图2.5所示。
图2.5参数方程的图形
例5绘制用极坐标表示的函数
的图形
程序：
t=0:
0.1:
6*pi;
r=cos（t/5）;
polar（t,r）%t和r分别为角度向量和幅值向量,且向量的长度相同
具体图形如图2.6所示。
图2.6函数
的图形
2.2.2多元函数图形的绘制
1．三维螺旋线
例6绘制三维螺线
的图形。
程序:
x=0:
pi/50:
10*pi;
y=sin（x）;
z=cos（x）;
plot3（y,z,x,'b-'）
具体图形如图2.7所示。
图2.7三维螺线的图形
2．三维面图
例7画圆锥面
的图形
程序:
x=-1:
0.2:
1;
y=-1:
0.2:
1;
[XY]=meshgrid（x,y）;
z=sqrt（X.^2+Y.^2）;
mesh（z）
具体图形如图2.8所示。
图2.8圆锥面
的图形
例8画旋转抛物面
的图形
程序:
x=-1:
0.2:
1;
y=-1:
0.2:
1;
[XY]=meshgrid（x,y）;
z=X.^2+Y.^2;
mesh（z）
具体图形如图2.9所示。
图2.9旋转抛物面
的图形
例9画旋转抛物面
的三维网图
程序:
x=-5:
5;y=x;
[X,Y]=meshgrid（x,y）;
Z=X.^2+Y.^2;
mesh（X,Y,Z）;colormap（[100]）;
holdon
Z0=zeros（size（x））;
plot3（X,Y,Z0,'ko'）
stem3（X,Y,Z,'fill'）
holdoff
具体图形如图2.10所示。
图2.10旋转抛物面
的三维网图
例10画双曲抛物面
的图形。
程序:
x=-1:
0.2:
1;
y=-1:
0.2:
1;
[XY]=meshgrid（x,y）;
z=X.^2-Y.^2;
mesh（z）
具体图形如图2.11所示。
图2.11双曲抛物面
的图形
2.2.3统计图形的绘制
1．条形图、饼状图
例11
程序:
x=1:
11;
y=rand（11,1）;
bar（x,y）
具体图形如图2.12所示。
图2.12条形图
例12
程序:
x=[2,2,3,1];
pie（x,{'2','2','3','1'}）
具体图形如图2.13
（1）所示。
x=[2,4,6,1]
程序:
x=[2,4,6,1];
pie（x,{'math','music','english','chinese'}）
具体图形如图2.13
（2）所示。
（1）
（2）
图2.13饼状图
2．直方图、三维饼图
例13随机产生一个三阶矩阵，画此矩阵的直方图。
程序:
rand（'seed',5）
y=fix（10*rand（3））;
subplot（2,2,1）;%分块绘图,分割成2行2列,1为编号
bar（y）;title（'直方图'）;
subplot（2,2,2）;bar3（y）;title（'三维直方图'）;
subplot（2,2,3）;pie（y）;title（'饼图'）;
subplot（2,2,4）;pie3（y,[010010011]）;title（'三维饼图'）;
具体图形如图2.14所示。
图2.14直方图
3．三维着色图与等高线图
例14画旋转抛物面
着色图与等高线图。
程序:
x=-1:
0.2:
1;
y=-1:
0.2:
1;
[XY]=meshgrid（x,y）;%生成网格点
z=X.^2+Y.^2;
surfc（z）%着色图与等高线图结合函数
具体图形如图2.15所示。
图2.15着色图与等高线图
2.2.4动画图形的绘制
实时动画可以进行物理仿真、数字仿真等，动画制作时要受到软硬件资源的限制。
例15半径为R车轮上质点作摆线运动，方程为
程序:
v0=2;R=1;t=0:
0.009:
10;
x0=0;y0=0;
x=v0*t-R*sin（v0/R*t）;
y=R-R*cos（v0/R*t）;
plot（x,y）;
axis（[0,20,0,10]）;
axis（'off'）;
point=line（x0,y0,'color','r','linestyle','.','erasemode','xor','markersize',50）;
n=length（t）;
i=1;
while1
set（point,'xdata',x（i）,'ydata',y（i））;
pause（0.01）;
drawnow;
i=i+1;
ifi>n,
i=1;
end
end
动画图略.
上机实验
1绘制函数
图
2绘制椭圆抛物面
图
3绘制旋转双叶双曲面
的图
4绘制旋转椭圆面
图
V课外作业：
上机实验
1绘制函数
图
2绘制椭圆抛物面
图
3绘制旋转双叶双曲面
的图
4绘制旋转椭圆面
图
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