第7章、数学图形的绘制.doc

第七章 数学图形的绘制 　 MATLAB的图形处理功能就是用数学图形来反映数据之间存在的客观规律，应用MATLAB可以实现各种二维图形和三维图形的绘制、控制以及表现。本章将介绍MATLAB的基本图形的处理功能。 7.1 二维图形绘制 7.1.1 基本图形函数 　　1. plot绘图函数（数值绘图） 　　MATLAB最基本、最重要的绘图命令就是plot绘图函数。它有多种基本的调用格式。 plot(Y) % 如果Y是实数，Y的值就是它的列(column)坐标；Y的对应下标就是它的横坐标；如果是复数，则相当于 plot(real(Y),imag(Y))。 plot(X,Y,...) % 绘制X为横坐标，Y为纵坐标的数学图形。 plot(X,Y,X1,Y1...) % 同时绘制Y对X，Y1对X1的数学图形。 plot(X,Y,LineSpec,...)% 绘图不同线型、标识、颜色等的数学图形。 【例7.1】 Y=[1 3 5 7];plot(Y,ro) 回车后可得如下图形： 图7.1 从图中可以看出，数值：1 3 5 7的横坐标分别为：1 2 3 4 【例7.2】 t=0:0.01:10; y=sin(t); Y=cos(t).*sin(2*t); plot(t,y,rd:,t,Y,bo) MATLAB窗口将显示图7.2所示的函数曲线图形，其横坐标是t，纵坐标是y和Y。 图7.2 另外， plot函数使用了描述颜色的参数和数据线型的参数，这将在后面会陆续介绍。 【例7.3】 x=-12:0.5:12;x=x+eps;y=sin(x)./x;plot(x,y) 图7.3 2. subplot图形函数（分割图形窗口） 　　MATLAB在绘图过程中，会自动弹出图形窗口（Figure），如果要在图形窗口中独立地显示多幅数学图形，则可以使用图形窗口分割命令subplot。图形窗口分割命令subplot有多种格式，具体举例说明如下。 【例7.4】subplot(2,2,1); ％将整个绘图窗口分为2纵2横四个窗口，这是第1个（1,1）窗口，即左上角的窗口，图7.4所示。 图7.4 subplot(2,3,4); ％将整个绘图窗口分为2行3列六个窗口后，取第4个窗口。 还可以采用另一种比较自由的窗口分割语句格式： subplot(Position,[left bottom width height]) 例如 subplot(Position,[ 0.27 0.38 0.50 0.37 ]);　　 ％按照中括号里给出的四个元素的向量分割图形区。四个元素依次为左边线、底边线、宽度、高度，其数值是所占整个绘图区间（归整为［0,1］）的比例值，分割结果如图7.5所示。 这个方式在界面的可视化设置里很有用。 图7.5 3. fplot和 ezplot绘图函数（符号绘图） 对于符号函数和变化剧烈的函数以及隐函数，可用fplot和ezplot进行较精确的绘图。 1) fplot函数格式 fplot(‘f’,limits)为在指定的范围limits=[a,b,c,d]内画出函数名为f的一元函数图。a,b为横轴的范围，c,d为纵轴的范围，必须指明范围，否则出错。 【例7.5】用fplot命令描绘符号函数的数学图形。 subplot(2,2,1), fplot(-x^2+1,[-1 1]) subplot(2,2,2), fplot(x^2+2*x+1,[-4 2],r) subplot(2,2,3), fplot([tan(x),sin(x),cos(x)] ,2*pi*[-1 1 -1 1]) subplot(2,2,4), fplot(cos(1 ./ x), [0.01 0.1]) 图7.6 2)ezplot函数格式 ezplot(‘f’) % 在[-2π x 2π]的范围里对函数f = f(x)作图 ezplot(‘f’,[min,max]) % 在[min x max]的范围里对函数f = f(x)作图 ezplot(‘f(x,y)’,[xmin,xmax,ymin,ymax]) % 在[min x max,min y max]的范围里对函数f(x,y)=0作图，即隐函数画图 ezplot(‘x(t)’,’y(t)’) % 在[0 t 2π]的范围里对函数x = x(t),y = y(t)作图，即参数方程画图 ezplot(x(t)’,’y(t)’,[tmin,tmax]) % 在[min t max]的范围里对函数x = x(t),y = y(t)作图，即参数方程画图 【例7.6】绘制9个符号函数的数学图形。 subplot(3,3,1)