matlab7.0 自学教程第三章

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第3章

数据和函数的可视化

第3章 数据及函数的可视化数据可视化是数据分析、系统分析的一种重要方法。 MATLAB具有丰富且易于理解和使用的绘图指令，数据和 函数的可视化是MATLAB的重要组成部分。

本章主要内容如下：3.1 二维曲线绘图 3.2 三维绘图 3.3 图形窗功能简介

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引子上的图像？ 如何画出 y=sin(x) 在 [0, 2*pi] 上的图像？ =

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引子手工作图找点： 找点： x=0, pi/3, pi/2, 2*pi/3, pi, … 计算函数值： 计算函数值： y=sin(0), sin(pi/3), sin(pi/2), 描点： 描点：在坐标系中画出这些离散点 用直线或曲线连接这些点， 用直线或曲线连接这些点，得到函数的大致图形

…

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引子Matlab 作图给出离散点列： 给出离散点列： x=[0:pi/10:2*pi] 计算函数值： 计算函数值： y=sin(x) 画图： 画图：用 matlab 二维绘图命令 plot 作出函数图形 plot(x,y)

例：>> x=[0:pi/10:2*pi];>> y=sin(x); >> plot(x,y);MATLAB编程应用基础

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可视化的基本步骤1. 曲线数据准备(以二维图形为例):选取一个参变量采样向量 计算各坐标数据向量

2. 3. 4. 5.

选定图形窗及子图位置； 调用曲线绘图指令； 设置轴的范围 图形注释(图名、坐标名、图例、文字说明)。

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例用图形表示 y=sin(t)sin(9t).%产生参变量采样向量 t=(0:100)/100*pi; y=sin(t).*sin(9*t); %产生数据向量 subplot(2,1,1),plot(t,y,'r.'),axis([0,pi,-1,1]),title('子图1') %确定子图、线% subplot(2,1,2),plot(t,y),axis([0,pi,-1,1]),title('子图2') 型、注释等

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3.1 二维曲线绘图3.1.1 plot的基本调用格式 a) plot(X,’s’)X为实向量时，以该向量元素的下标为横坐标，元素值为 纵坐标画一条连续曲线。 X为实矩阵时，则按列绘制每列元素值相对其下标的曲线， 图中曲线数等于X阵列数。 X为复数矩阵时，则按列绘制每列以元素实部和虚部为横、 纵坐标绘制多条曲线。 用来指定线型、色彩等，缺省时为MATLAB默认设置。

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【例3-1】二维曲线绘图基本指令演示一。>> t=(0:pi/50:2*pi)'; k=0.4:0.1:1; Y=cos(t)*k; plot(Y) %生成(101*1)的时间采样列向量 %生成(1*7)的行向量 %生成(101*7)的矩阵

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3.1 二维曲线绘图3.1.1 plot的基本调用格式 b) plot(X,Y,’s’)X、Y是同维向量时，绘制X、Y元素为横、纵坐标的曲线。 X是列向量，Y是与X等行的矩阵时，以X为横坐

标，按Y 的列数绘制多条曲线。 X是矩阵，Y是向量时，以Y为纵坐标按X的列数绘制多条 曲线。 X、Y是同维矩阵时，以X,Y对应列元素为横、纵坐标分 别绘制曲线，曲线条数等于矩阵列数 s的意义与其在plot(X,’s’)中相同。

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【例3-2】二维曲线绘图基本指令演示二：plot(t,Y)、plot(Y,t) 所绘图形的 比较。>> t=(0:pi/50:2*pi)'; k=0.4:0.1:1; Y=cos(t)*k; plot(t,y) %生成(101*7)的矩阵 %生成(101*1)的列向量 %生成(1*7)的行向量

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3.1 二维曲线绘图3.1.2 曲线的色彩、线型和数据点形a) 色彩和线型 线 型 色 彩 符号 含义 符号 含义 b 蓝 实线 g 绿 r 红 ： 虚线 c 青 m 品红 -. 点划线 y 黄 k 黑 -双划线 w 白

【说明】当‘s’缺省时，默认设置为 曲线一律用“实线”线型。 不同曲线按表中所给前七种颜色次序着色,依次为蓝、绿、红等.

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【例3-3】二维曲线绘图基本指令演示三：色彩和线型。 用图形表示连续调制波形 y = sin(t ) sin(9t ) 及其包络线。>> t=(0:pi/100:pi)'; y1=sin(t)*[1,-1]; y2=sin(t).*sin(9*t); plot(t,y1,'r:',t,y2,'b') axis([0,pi,-1,1])%生成(101*1)的时间采样列向量 %生成(101*2)的矩阵(包络线函数值) %生成(101*1)的调制波列向量 %用红虚线绘y1,用蓝实线绘y2

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3.1 二维曲线绘图3.1.2 曲线的色彩、线型和数据点形b) 数据点形 数据点形用来标志数据点，即可单独使用也可与色彩、线型 组合使用。 符 . + ^ < > v 号 含 义 符 d h o p s x 号 含 义 菱形符 六角星符 空心圆符 五角星符 方块符 叉字符

实心黑点 十字符 朝上三角符 朝左三角符 朝右三角符 朝下三角符

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【例3-4】二维曲线绘图基本指令演示四：数据点形(函数与例3-3相同)。 >> t=(0:pi/100:pi)'; y2=sin(t).*sin(9*t); t1=pi*(0:9)/9; y3=sin(t1).*sin(9*t1); plot(t,y2,'b',t1,y3,'bp') axis([0,pi,-1,1])

%生成(1*10)数据标志点采样向量 %生成(1*10)数据标志点数据 %用蓝实线绘y2,用☆对y3进行标志

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扩展：一张图同时汇多个图形plot(x1,y1,s1,x2,y2,s2, ... ,xn,yn,sn) 等价于： 等价于： hold on plot(x1,y1,s1) plot(x2,y2,s2) ... plot(xn,yn,sn) 属性选项 可以省略

hold on hold off Figure??? Figure???MATLAB编程应用基础

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扩展：绘图其他属性 线条的粗细，字体大小，坐标轴属性等。 例：>> x=-pi:pi/10:pi;>> y=sin(x); >> plot(x,y,'rh:','linewidth',2, ... 'markeredgecolor','b', ... 'markerfacecolor','g') linewidt

h: 指定线条的粗细 ： markeredgecolor: 指定标记的边缘色 markerfacecolor: 指定标记表面的颜色 注：1) 属性与属性的值是成对出现的 2) 更多属性参见 plot 的联机帮助MATLAB编程应用基础