MATLAB绘图.docx
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MATLAB绘图
MATLAB的绘图
数和形永远是数学研究对象和研究结果的最终形式。
MATLAB提供了极其丰富的绘图函数和这些函数所携带的功能。
MATLAB7.0具有数百个绘图和图形操作方面的命令和函数，使得它不仅仅可以绘制二维、三维甚至四维图形，还可以通过对图形的线型、平面、色彩、光线和视角等要素的控制，使图形尽善尽美。
MATLAB中有专门用于显示图形和对图形进行操作的图形窗口。
图形窗口的操作可以在命令窗口输入相应的命令对其进行操作，也可以直接在图形窗口利用图形窗口本身所携带的工具按钮、相关的菜单对其进行操作。
简单图形操作
1、plot（X,Y）对向量X绘制向量Y的图形。
以X为横坐标，以Y为纵坐标，将有序点集（xi,yi）连成曲线。
可以加确定图形线形和着色的参数。
例：
画出
在
上的图像
>>X=[0:
0.1:
2];
>>Y=X.^2;
>>plot（X,Y）
2、fplot（‘fcn’,[xmin,xmax]）绘制fcn在区间[xmin,xmax]上的图形，fcn可以是代表某一函数的变量，也可以是x和y的数学表达式。
中括号内最多可以有4个值，前两个是x的范围，后两个是y的范围。
在中括号后还可以加确定线形和着色的参数。
例：
做
在
上的图形
>>fplot（'sin（1/x）',[-2,2]）
3、surf（X,Y,Z）绘制由坐标
确定的表面图形。
Z可以是代表某一函数的变量，也可以是X和Y的数学表达式。
Z后面还可以加上确定线形和着色的参数。
例：
作出
在
上的图形
>>D=[0:
0.5:
8];
>>[X,Y]=meshgrid（D）;
>>surf（X,Y,X.^2+Y）
例作出
在
上的图形
>>D=[0:
0.1:
3];
>>[X,Y]=meshgrid（D）;
>>surf（X,Y,exp（-（X.^2+Y.^2）/2））
4、bar（X,Y）以X为横坐标绘制Y的条形图。
X必须是严格递增向量
例：
作出
在
上以0.3为步长各数据点的条形图
>>X=[-3:
0.3:
3];
>>bar（X,exp（-X.^2））
5、legend（‘str1’,’str2’,….）在图的右上角加线形标注。
str1是plot函数中的第一对数组[x1,y1],str2是plot函数中的第二对数组[x2,y2];
图形窗口操作命令
利用MATLAB绘制特殊的图形
1、ezcontour（f,[dom],n）绘制f的等高线图，参数dom指定绘图范围，可以是四维向量
或二维向量
，省略时默认
。
参数n定义图形的栅格点。
可以省略，省略时默认为60。
2、ezcontourf（f,[dom],n）绘制不同颜色填充的二元函数f的等高线图。
例：
绘制
>>symsxy
>>f=exp（-x^2-y^2）+2*（x^2-y^2+x-y）;
>>ezcontour（f,[-4,4],70）
>>ezcontourf（f,[-4,4],70）
3、ezmesh（‘f’,[dom],n）绘制二元函数网格图。
例：
绘制
在
时的等高线和曲面图。
>>f=2-x^2-y^2;
>>ezmesh（f）
4、ezmesh（x,y,z,[dom],n）绘制有两个参数s,t的
二元函数的网格图形。
例：
绘制参数二元函数
在
时的图形。
>>symsstz
>>x=s;
>>y=s*t;
>>z=s*t^2;
>>ezmesh（x,y,z,[-3,3],80）
5、ezmeshc（‘f’,[dom],n）同时绘制二元函数f的等高线图和曲线网格图。
6、ezmeshc（x,y,z,[dom],n）
例：
同时绘制参数二元函数
在
时的曲面图和等高线图。
>>x=s^2;
>>y=t^2;
>>z=s^2*exp（-s^4-t^4）;
>>ezmeshc（x,y,z,[-1.5,1.5],80）
7、ezplot（f,[dom]）绘制一元函数f的图形
例：
绘制一元函数
当
时的图形。
>>f=x/（1-x^2）;
>>ezplot（f,[-3,3]）
8、ezplot2（x,y,[dom]）
9、ezplot3（x,y,z,[dom]）绘制
的空间曲线。
参数后面还可以加参数’animate’
10、ezploar（f,[a,b]）在指定范围[a,b]内绘制极坐标函数f的图形。
以动画形式绘制曲线。
>>symstheta
>>f=2*（1-cos（theta））;
>>ezpolar（f）
11、ezsurf（f,[dom],n）绘制函数f的三维彩色曲线图。
后面还可以加参数’circ’，将图形绘制在圆心位于定义域中心的圆形区域内。
例：
用ezsurf绘制
的曲面图
>>f=2*x*y/（x^2+y^2）;
>>ezsurf（f）
12、ezsurf（x,,y,z,[dom],n）
13、ezsurfc（f,[dom],n）同时绘制二元函数f的等高线图和曲面网格图。
例：
绘制
的等高线和曲面图
>>f=sin（s）*sin（y）;
>>ezsurfc（f）
14、fplot（‘f’,[lim],ls,tol,n）绘制函数图形。
lim设定自变量的范围，ls设定线形，tol指定误差精度，默认值为0.002。
参数n指定最少以n+1点绘制图形，默认为1。
例：
用fplot命令绘制函数
在
上的图形。
f>>fplot（'exp（x）-sin（1/x）',[-2,2]）
>>fplot（'exp（x）-sin（1/x）',[-2,2],'*'）
>>fplot（'exp（x）-sin（1/x）',[-2,2],'o'）
符号函数运算器
>>funtool
图形命令详解
1、图形窗口操作命令
figure/gcf/shg显示当前图形窗口。
clg/clf清除当前图形窗口
clc清除命令窗口
home移动光标到命令窗口的左上角
holdon保持当前图形，并允许在当前图形状态下，用同样的缩放比例加入另一个图形
holdoff释放当前图形，将holdon状态下加入的新图形作为当前图形
hold在前两种状态下进行切换
ishold测试当前图形的hold状态
subplot（m,n,p）/subplot（mnp）将窗口图形分成m*n个窗口，并指定第p个窗口为当前窗口。
编号从左至右、从上到下进行。
subplot将图形窗口设为单窗口模式，相当于subplot（1,1,1）
2、坐标轴、刻度和图形窗口缩放的操作命令
MATLAB对图形窗口坐标轴的操作命令是axis，坐标刻度的操作命令是xlim、ylim、zlim等
axis（[xminxmaxyminymax]）设置坐标轴的最大最小值
axis（[xminxmaxyminymaxzminzmax]）设置三维图形窗口坐标轴的最大最小值。
axisauto将当前图形窗口的坐标设为默认状态
axismanual固定坐标刻度
axisequal设置X轴、Y轴为同样的刻度
axisij翻转Y轴，使之正数在下，负数在上
axisxy复位Y轴，使之正数在上，负数在下
axissquare重新设置图形窗口大小使之为正方形
axisnormal将图形窗口复位至标准大小
axisvis3d锁定坐标轴之间的关系。
一般用于图形旋转时
axisoff不显示坐标轴及刻度
axison显示坐标轴及刻度
xlim（[xmin,xmax]）设定x轴的最大值、最小值
xlim测定x轴的最大、最小值
ylim（[ymin,ymax]）设定y轴的最大值、最小值
ylim测定y轴的最大、最小值
zlim（[zmin,zmax]）设定z轴的最大值、最小值
zlim测定z轴的最大、最小值
gridon根据图形窗口中图形的坐标形式，绘制图形窗口的网格
gridoff消除图形窗口中的网格
绘图时的线型、点型及颜色参数
线型定义符
线型
实线
点线
划线
点划线
定义符
-
:
--
-.
点型定义符
点型
实点
加号
交叉号
小圆圈
星号
菱形
上三角
定义符
.
+
x
o
*
d
^
点型
下三角
左三角
右三角
正方形
正六角星
正五边形
定义符
v
<
>
s
h
p
颜色定义符
颜色
定义符
颜色
定义符
红色
r（red）
绿色
g（green）
蓝色
b（blue）
青色
c（cyan）
品红
m（magenta）
黄色
y（yellow）
黑色
k（black）
白色
w（white）
二维绘图（平面图形）
函数曲线图形绘制使用fplot函数
调用格式：
fplot（‘fun’,lim）在lim给定的范围内绘制fun给定函数的图形。
参数fun可以直接输入数学函数名或函数解析式，在输入多个函数时两端加方括号，中间用逗号隔开。
fun可以是M文件的函数文件名。
参数lim是一个向量。
fplot（‘fun’,lim,tol）同上,参数tol给定绘制图形的相对误差。
fplot（‘fun’,lim,S）同上，参数S给定线型、点型和颜色。
fplot（‘fun’,lim,tol,S）同上
fplot（‘fun’,lim,n）至少用n+1个点在lim给定的范围内绘制fun给定函数的图形
[x,y]=fplot（‘fun’,lim,….）不绘制图形，只将结果
保存为x、y向量。
绘制函数时采用plot（x,y）
例：
1）分别绘制
，
，
在
上的图像
>>fplot（'sin（x）',[02*pi]）
>>fplot（'cos（x）',[02*pi]）
>>fplot（'sqrt（x）-1',[02*pi]）
2）将上述三个函数绘制在同一个窗口中
>>fplot（'[sin（x）,cos（x）,sqrt（x）-1]',[02*pi]）
例：
在同一窗口用不同的线型绘制
在
上的图形，并加标注。
>>[x,y]=fplot（'sin（x）',[02*pi]）;
>>[x1,y1]=fplot（'cos（x）',[02*pi]）;
>>plot（x,y,'-r',x1,y1,'-.k'）;
>>legend（'y=sinx','y=cosx'）
数据曲线图（可理解为描点作图法）
绘制数据曲线图是使用函数plot,该函数绘制同长度的二维向量组（x,y）的图形。
在参数S去默认值时，若绘制的曲线不止一条，该函数使用系统默认的坐标轴颜色属性来定义曲线的颜色，以区别不同的曲线。
plot（y）
plot（x1,y1,….）绘制函数
plot（x1,y1,S,…..）同上，但可以加入多个参数
plot（….,’ProName’,ProVal,….）对所有用plot函数创建的图形进行属性设置
例：
在[-2,2]上绘制
的图形
>>x=[-2:
0.01:
2];
>>y=exp（x）-sin（x）;
>>plot（y）
>>plot（y,'-.r','linewidth',2）
例：
在[-3,3]上用不同线型绘制出
的图形
>>x=[-3:
0.1:
3];
>>y1=6*（sin（x）-cos（x））;
>>y2=x.*2.^x-1;
>>plot（x,y1,'--r',x,y2,'-.k','linewidth',2）
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