MATLAB在图形绘制中的应用.doc
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1、MATLAB语言课程论文MATLAB在图形绘制中的应用姓名:* 学号:* 专业:*班级:* 指导老师:*学院:* 完成日期:*MATLAB在图形绘制中的应用( * * *)摘要 MATLAB具有功能强,效率高,简单易学等特点,在许多领域得到广泛应用。强大的绘图功能是MATLAB的特点之一,MATLAB提供了一系列的绘图函数,用户不需要过多考虑绘图细节,只需给出一些基本参数就能得到所需图形,这一类函数称为高层绘图函数。除此之外,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看做是一个独立的对象,系统给每个图形对象分配一个句柄,以后可以通过该句柄对该图形元素
2、进行操作,而不影响图形的其他部分。高层绘图操作简单明了,方便高效,使用户最常用的绘图方法,而低层绘图操作控制和表现图形的能力更强,为用户更加自主地绘制图形创造了条件。关键词 MATLAB语言 二维图形 三维图形 问题的提出 MATLAB在如今的科学研究和工程应用中,我们会遇到各种各样的问题,其中最基本的就是关于图形绘制的问题了,而MATLAB中强大的绘图功能将使这些问题可以得到更好的解决,它在数学函数,行列式矩阵,物理,天文等等各个领域内都能应用到,只要需要绘图,MATLAB是最佳的选择,下面我们就分别对MATLAB在此方面的应用进行分析:一、MATLAB在二维图形绘制中的应用(1)简单函数绘
3、制例:用下列数据来绘制图形: x=0:0.1:2*pi; %x的取值范围 plot(x,sin(x),x,cos(x) %绘制sin(x)和cos(x)的函数 程序1 图 程序2图(2)用规定的符号绘制需要的函数图形 例:在MATLAB中能很容易画出规定形状的图: x=0:0.1:2*pi; %x的取值范围 plot(x,sin(x),-g,x,cos(x),-.r) %用规定的形状绘图 运行结果:如图程序2 (3)在一个图形中绘制多个子图例:在同一幅图中同时绘制出sin(x) cos(x) tan(x) cot(x)的x=linspace(0,2*pi,100); %创建一系列的值 y=si
4、n(x); z=cos(x); %所要绘制的函数 a=sin(x).*cos(x);b=sin(x)./(cos(x)+eps) %所要绘制的函数 subplot(2,2,1);plot(x,y),title(sin(x) %分区,绘图,题目 subplot(2,2,2);plot(x,z),title(cos(x) %分区,绘图,题目 subplot(2,2,3);plot(x,a),title(sin(x)cos(x) %分区绘图题目 subplot(2,2,4);plot(x,b),title(sin(x)/cos(x) %分区绘图题目 程序3图(4) plot命令对复数矩阵同样适用。例
5、:在复数矩阵中绘制函数图象clear i; %保证i是复数r=linspace(0,2); %创建向量rtheta=linspace(0,10*pi); %创建角向量x,y=pol2cart(the,tar); %将弧度坐标转化成复数向量z=x+i*y; %函数plot (z) %对z绘图程序4图(5)绘制误差条形图 例:绘制出sin(x)的15%误差条形图x=linspace(0,10,50); %创建一系列值 y=exp(sin(x); %创建数据 delta=0.15*y; %计算15%的误差限 errorbar(x,y,delta); %绘出误差条形图 程序5图 (6)用条形图,阶梯图
6、,杆图,和填充图绘制曲线例:分别用条形图 阶梯图 杆图 填充图绘制y=x 的图形 x=linspace(-2*pi,2*pi,20); %x的取值范围y1=x.2; %所要绘制的函数subplot(2,2,1); %1号分区bar(x,y1); %绘制条形图title(y1=x2的条形图); %设置标题subplot(2,2,2); %2号分区stairs(x,y1); %绘制阶梯图title(y1=x2的阶梯图); %设置标题subplot(2,2,3); %3号分区stem(x,y1); %绘制杆图title(y1=x2的杆图); %设置标题subplot(2,2,4); %4号分区fil
7、l(x,y1,r); %绘制填充图title(y1=x2的填充图); %设置标题程序6图(7)利用极坐标绘制曲线 例:在极坐标下绘制函数图形t=0:0.1:2*pi; %t的范围r=ones(size(t); %极坐标范围polar(t,r) %绘制极坐标图程序7图(8)利用对数坐标绘制图形 例:在半对数坐标下绘制函数图形 x=linspace(0,7); %创建x值 y=exp(x); %创建y值 subplot(2,1,1);plot(x,y); %绘制通常图形 subplot(2,1,2);semilogy(x,y); %绘制半对数刻度曲线 程序8图(9)在绘制的图形中加注坐标轴和图例标
8、注例:画出函数图形并标注坐标轴和图例 x=0:0.1:2*pi; plot(x,sin(x)title(示例图)xlabel(x轴)ylabel(y轴)text(20,20,sin(x)gtext(sin(x)程序9图(10)在二维绘图中可以对图形进行上色,可以用不同的颜色绘制图形例:用规定的编制绘图x = 0:0.5:4*pi;% x的取值范围 y = sin(x); %函数yplot(x, y,k:diamond)% 其中k代表黑色,:代表点 % diamond 则指定菱形为曲线的线标程序10图二、MATLAB在三维图形绘制中的应用 三维图形可以用plot3来绘制。该命令与plot类似,但
9、是plot3需要3个向量或者矩阵参数。二元函数的图形是三维空间曲面,空间曲面图形在帮助人们了解二元函数特性上具有较大作用。现介绍绘制空间曲面图形的命令。(1)meshgrid命令meshgrid的调用形式是:X,Y=meshgrid(x,y),绘制二维图形时生成小矩阵的格点;X,Y=meshgrid(x),等价于X,Y=meshgrid(x,x);X,Y,Z=meshgrid(x,y,z),绘制三维图形时生成空间曲面的格点;X,Y,Z=meshgrid(x),等价于X,Y,Z=meshgrid(x,x,x).(2)三维网格图命令mesh函数mesh的命令形式如下:mesh(X,Y,Z),X,Y
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