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二维曲线

  • plot(x) 函数：
    • x 是实向量的话，则以 x 向量元素的下标为横坐标，元素的值为纵坐标绘制一条曲线。
    • x 是复数向量时，则分别以该向量元素实部和虚部为横、纵坐标绘制出一条曲线。
  • plot(x,y) 函数用于绘制平面上的线性坐标曲线：
    • 通常 x 和 y 为长度相等的向量。
    • 当 x 是向量， y 是矩阵时：
      • 如果矩阵y的列数等于x的长度，则以向量x为横坐标，以y的每个行向量为纵坐标绘制曲线，曲线的条数等于y的行数。
      • 如果矩阵y的行数等于x的长度，则以向量x为横坐标，以y的每个列向量为纵坐标绘制曲线，曲线的条数等于y的列数。
    • 当 x 、 y 是同型矩阵时：（我感觉这个比较偏了……）
      • 以x、y对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。
  1. x=1:10;
  2. y=x.^2;
  3. cx=complex(x,y);% 等价于cx=x+y*i;
  4. plot(cx);

image.png

  1. x=linspace(0,2*pi,100);
  2. y=[sin(x);sin(2*x);sin(0.5*x)];
  3. plot(x,y);

image.png

当需要绘制不同长度的多条曲线时，则采用包含若干组向量对的格式来使用 plot 函数。其中，每一向量对构成一组数据的横、纵坐标，绘制一条曲线。n组向量对绘制n条曲线。

  1. plot(x1, y1, x2, y2, ..., xn, yn)

含选项的 plot 函数

格式为：

  1. plot(x, y, options)

选项 options 包括：

  • 线型： - 实线（默认）、 : 虚线、 -. 点画线、 -- 双画线
  • 颜色： r 红色、 g 绿色、 b 蓝色、 w 白色、 k 黑色、……
  • 数据点标记： * 星号、 o 圆圈、 s 方块、 p 五角星、 ^ 朝上三角符号、……

当颜色选项省略时，绘图时自动循环使用当前坐标轴的 ColorOrder 属性指定的颜色。

当数据点标记选项省略时，默认无数据点标记符号。

  1. x=(0:pi/50:2*pi)';% 注意，这里要转置，否则第3行代码会报错！
  2. y1=2*exp(-0.5*x)*[1,-1];
  3. y2=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);
  4. x1=0:0.5:6;
  5. y3=2*exp(-0.5*x1).*sin(2*pi*x1);
  6. plot(x,y1,'k:',x,y2,'b--',x1,y3,'rp');

image.png

fplot 函数

MATLAB提供了 fplot 函数，该函数可根据参数函数的变化特性自适应地设置采样间隔：

  • 当函数值变化缓慢时设置的采样间隔大；
  • 当函数值变化剧烈时设置的采样间隔小。

fplot 函数的基本用法： fplot (f, lims, 选项) 。其中：

  • f 代表一个函数，通常采用函数句柄的形式。
  • lims 为x轴的取值范围，用二元向量 [xmin, xmax] 描述，默认值为 [-5, 5] 。选项定义与 plot 函数相同。
  1. fplot(@(x) sin(1./x),[0,0.2],'b');

image.png

如果曲线以参数方程形式给出，则 fplot 函数采用这种调用格式： fplot(funx, funy, tlims, 选项) 。其中：

  • funx 、 funy 代表函数，通常采用函数句柄的形式。
  • tlims 为参数函数 funx 和 funy 的自变量的取值范围，用二元向量 [tmin, tmax] 描述默认为 [-5, 5] 。

已知螺旋线的方程：
MATLAB绘图 - 图5
绘制曲线：

  1. fplot(@(t) t.*sin(t), @(t) t.*cos(t), [0, 10*pi], 'r');

image.png

绘制图形的辅助操作

其他形式的二维图形

给图形添加标注

  • title(图形标题) ：给图形添加标题
  • xlabel(x轴说明) ：给x轴添加说明
  • ylabel(y轴说明) ：给y轴添加说明
  • text(x, y, 图形说明) ：用于在指定位置 (x,y) 添加图形说明
  • legend(图例1, 图例2, ...) ：用于添加图例

⚠️ 如果标题有多行，例如在坐标轴上方显示两行标题，作为标题的两个字符串要用一对大括号 {} 括起来，字符串之间用逗号 , 分隔，应该是单元矩阵。

📖 图形标题除了普通字符以外，还可以用MATLAB绘图 - 图7格式控制的符号。但是请注意，受MATLAB绘图 - 图8控制的部分要用大括号括起来。MATLAB绘图 - 图9中的控制符号 \bf 、 \it 、 \rm 分别定义粗体、斜体、正体三种样式。

调用 title 函数时，可以修改标题文字的某些属性，格式为： title(图形标题, 属性名, 属性值) 。注意，属性名与属性值成对出现。常用属性有：

  • Color 属性：设置标题文本的颜色，其取值与 plot 函数的颜色选项相同。
  • FontSize 属性：设置标题文字的字号，默认字号为11。

📖 xlabel 、 ylabel 、 text 函数也可以用MATLAB绘图 - 图10格式控制的符号。

  1. x=linspace(-2*pi,2*pi,100);
  2. y=sin(x);
  3. plot(x,y);
  4. ylim([-5,5]);
  5. xlabel('{-2\pi \leq x \leq 2\pi}');
  6. text(3,0.28,'\leftarrow sin(x)');
  7. title({'MATLAB','Plot of Sine Function'},'color','b','FontSize',18);

image.png

📖 我认为 gtext(说明) 函数比 text 函数要方便一点，它没有坐标参数，执行命令时十字光标跟随鼠标移动，单击鼠标即可将文本放置在十字光标处。

坐标控制

图形保持

图形窗口的分隔

三维曲线

三维曲面

图形修饰处理

交互式绘图工具