《MATLAB曲线图曲面》PPT课件.ppt
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1、二维图形二维图形三维图形三维图形图形处理图形处理实例实例特殊二、三维图形特殊二、三维图形 Matlab作图是通过描点、连线来实现的,故在作图是通过描点、连线来实现的,故在画一个曲线图形之前,必须先取得该图形上的一系画一个曲线图形之前,必须先取得该图形上的一系列的点的坐标(即横坐标和纵坐标),然后将该点列的点的坐标(即横坐标和纵坐标),然后将该点集的坐标传给集的坐标传给Matlab函数画图函数画图.命令为:命令为:plot(x,y,s)plot(x,y)-画实线画实线plot(X,Y1,S1,X,Y2,S2,X,Yn,Sn)-将多条线画在一起将多条线画在一起X,Y是向量是向量,分别表示点集的横坐
2、标和纵坐标分别表示点集的横坐标和纵坐标线型线型y 黄色黄色 .点点 -连线连线m 洋红洋红 o 圈圈 :短虚线短虚线c 蓝绿色蓝绿色 x x-符号符号 -.长短线长短线 r 红色红色 +加号加号 -长虚线长虚线1.曲线图曲线图例例 在在0,2*pi用红线画用红线画sin(x),用绿圈画用绿圈画cos(x).x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y,r,x,z,g0)解解Matlab liti12.符号函数符号函数(显函数、隐函数和参数方程显函数、隐函数和参数方程)画图画图(1)ezplotezplot(x(t),y(t),tmin,tma
3、x)表示在区间表示在区间tminttmax绘制参数方程绘制参数方程 x=x(t),y=y(t)的函数图的函数图ezplot(f(x),a,b)表示在表示在axb绘制显函数绘制显函数f=f(x)的函数图的函数图ezplot(f(x,y),xmin,xmax,ymin,ymax)表示在区间表示在区间xminxxmax和和 yminyymax绘制绘制隐函数隐函数f(x,y)=0的函数图的函数图例例 在在0,pi上画上画y=cos(x)的图形的图形解解 输入命令输入命令 ezplot(sin(x),0,pi)Matlab liti25解解 输入命令输入命令 ezplot(cos(t)3,sin(t)3
4、,0,2*pi)Matlab liti41解解 输入命令输入命令ezplot(exp(x)+sin(x*y),-2,0.5,0,2)Matlab liti40(2)fplot注意:注意:1 fun必须是必须是M文件的函数名或是独立变量文件的函数名或是独立变量为为x的字符串的字符串.2 fplot函数函数不能画参数方程和隐函数图不能画参数方程和隐函数图形形,但在一个图上可以画多个图形但在一个图上可以画多个图形。fplot(fun,lims)表示绘制字符串表示绘制字符串fun指定的函数在指定的函数在lims=xmin,xmax的图形的图形.解解 先建先建M文件:文件:function Y=myfu
5、n1(x)Y=exp(2*x)+sin(3*x.2)再输入命令:再输入命令:fplot(myfun1,-1,2)Matlab liti43Matlab liti28解解 输入命令输入命令:fplot(tanh(x),sin(x),cos(x),2*pi*-1 1 1 1)例例 在在-2,2范围内绘制函数范围内绘制函数tanh的图形的图形解解 fplot(tanh,-2,2)Matlab liti42Or fplot(exp(2*x)+sin(3*x2),-1,2)3.对数坐标图对数坐标图 在很多工程问题中在很多工程问题中,通过对数据进行对数转换可以通过对数据进行对数转换可以更清晰地看出数据的某
6、些特征更清晰地看出数据的某些特征,在对数坐标系中描绘数在对数坐标系中描绘数据点的曲线据点的曲线,可以直接地表现对数转换可以直接地表现对数转换.对数转换有对数转换有双双对数坐标转换对数坐标转换和和单轴对数坐标转换单轴对数坐标转换两种两种.用用loglog函数函数可以实现双对数坐标转换可以实现双对数坐标转换,用用semilogx和和semilogy函函数可以实现单轴对数坐标转换数可以实现单轴对数坐标转换.loglog(Y)表示表示 x、y坐标都是对数坐标系坐标都是对数坐标系semilogx(Y)表示表示 x坐标轴是对数坐标系坐标轴是对数坐标系semilogy()表示表示y坐标轴是对数坐标系坐标轴是
7、对数坐标系plotyy 有两个有两个y坐标轴,一个在左边,一个在右边坐标轴,一个在左边,一个在右边例例 用方形标记创建一个简单的用方形标记创建一个简单的loglog解解 输入命令输入命令:x=logspace(-1,2);loglog(x,exp(x),-s)grid on%标注格栅标注格栅例例 创建一个简单的半对数坐标图创建一个简单的半对数坐标图解解 输入命令输入命令:x=0:.1:10;semilogy(x,10.x)例例 绘制绘制y=x3的函数图、对数坐标图、半对数坐标图的函数图、对数坐标图、半对数坐标图三维图形三维图形1、空间曲线空间曲线2、空间曲面空间曲面返回返回返回返回plot3(
8、x,y,z,s)空空 间间 曲曲 线线 1、一条曲线、一条曲线 例例 在区间在区间0,10*pi画出参数曲线画出参数曲线x=sin(t),y=cos(t),z=t.解解 t=0:pi/50:10*pi;plot3(sin(t),cos(t),t)rotate3d%旋转旋转n维向量,分别表示曲维向量,分别表示曲线上点集的横坐标、纵线上点集的横坐标、纵坐标、函数值坐标、函数值指定颜色、指定颜色、线形等线形等 plot3(x,y,z)2、多条曲线多条曲线例例 画多条曲线观察函数画多条曲线观察函数Z=(X+Y).2.(这里里meshgrid(x,y)的作用是的作用是产生生一个以向量一个以向量x为行、向
9、量行、向量y为列的矩列的矩阵)其中其中x,y,z是都是是都是m*n矩阵,其对应的每一列表示矩阵,其对应的每一列表示一条曲线一条曲线.解解 x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5;X,Y=meshgrid(x,y);Z=(X+Y).2;plot3(X,Y,Z)空空 间间 曲曲 面面例例 画函数画函数Z=(X+Y).2的图形的图形.解解 x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5;X,Y=meshgrid(x,y);Z=(X+Y).2;surf(X,Y,Z)shading flat%将当前图形变得平滑将当前图形变得平滑(1)surf(x,y,z)画出数据点(画出数据点(x,y,z)表示的曲面)表示
10、的曲面数据矩阵。分别表示数据点数据矩阵。分别表示数据点的横坐标、纵坐标、函数值的横坐标、纵坐标、函数值(2)mesh(x,y,z)解解 x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5;X,Y=meshgrid(x,y);Z=(X+Y).2;mesh(X,Y,Z)例例 画出曲面画出曲面Z=(X+Y).2在不同视角的网格图在不同视角的网格图.画画网格曲面网格曲面数据矩阵。分别表示数数据矩阵。分别表示数据点的横坐标、纵坐标据点的横坐标、纵坐标、函数值、函数值(3)meshz(X,Y,Z)在网格周围画一个在网格周围画一个curtain图图(如如,参考平面参考平面)解解 输入命令输入命令:X,Y=meshgr
11、id(-3:.125:3);Z=peaks(X,Y);meshz(X,Y,Z)例例 绘绘peaks的网格图的网格图返回返回peaks函数函数 peaks函数函数 v为了方便测试立体绘图,为了方便测试立体绘图,MATLAB提供了一个提供了一个peaks函数,可产生一个凹凸有致的曲面,包含了函数,可产生一个凹凸有致的曲面,包含了三个局部极大点及三个局部极小点,其方程式为:三个局部极大点及三个局部极小点,其方程式为:v要画出此函数的最快方法即是直接键入要画出此函数的最快方法即是直接键入peaks:vpeaks vz=3*(1-x).2.*exp(-(x.2)-(y+1).2).-10*(x/5-x.
12、3-y.5).*exp(-x.2-y.2).-1/3*exp(-(x+1).2-y.2)在图形上加格栅、图例和标注在图形上加格栅、图例和标注 定制坐标定制坐标图形保持图形保持分割窗口分割窗口缩放图形缩放图形 改变视角改变视角 图形处理返回动动 画画1、在图形上加格栅、图例和标注、在图形上加格栅、图例和标注(1)grid on:加格栅在当前图上加格栅在当前图上 grid off:删除格栅删除格栅处理图形处理图形 (2)hh=xlabel(string):在当前图形的在当前图形的x轴上加图例轴上加图例stringhh=ylabel(string):在当前图形的在当前图形的y轴上加图例轴上加图例st
13、ringhh=title(string):在当前图形的顶端上加图例在当前图形的顶端上加图例stringhh=zlabel(string):在当前图形的在当前图形的z轴上加图例轴上加图例string例例 在区间在区间0,2*pi画画sin(x)的图形,并加注图例的图形,并加注图例“自变量自变量 X”、“函数函数Y”、“示意图示意图”,并加格栅并加格栅.解解 x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);plot(x,y)xlabel(自变量自变量X)ylabel(函数函数Y)title(示意图示意图)grid onMatlab liti2(3)hh=gtext(string)命命
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