甄海燕

(山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基礎(chǔ)部數(shù)學(xué)教研室，山東 濟南 250103)

MATLAB的二維作圖功能分析

甄海燕

(山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基礎(chǔ)部數(shù)學(xué)教研室，山東 濟南 250103)

MATLAB(Matrix Laboratory的簡稱)是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，它己成為科學(xué)研究、工程計算、應(yīng)用開發(fā)的重要工具。MATLAB有強大的作圖功能，對MATLAB的二維作圖功能進行分析總結(jié)是為了供教學(xué)參考和學(xué)生學(xué)習(xí)之用。

MATLAB;plot;作圖命令

MATLAB是矩陣實驗室(Matrix Laboratory)的簡稱，是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB擁有大量簡單、應(yīng)用的二三維作圖命令，本文主要對MATLAB的二維作圖功能進行分析總結(jié)以供教學(xué)參考和學(xué)生學(xué)習(xí)之用。

1.基本繪圖命令plot:

格式1 plot(y)，功能:以向量y的元素序號為橫坐標(biāo)，以y對應(yīng)元素為縱坐標(biāo)繪制二維圖像。

例1:y=［5，6，8，6，4，3］;plot(y)(圖1)

格式2 plot(x，y)，功能:以向量x，y的對應(yīng)元素為坐標(biāo)繪制二維圖像。

例2:x=0:pi/30:2*pi;y=sin(x);plot(x，y)(圖2)

圖1

圖2

格式3 plot(x，y，’選項’)，功能:按選項功能要求，以向量x，y的對應(yīng)元素為坐標(biāo)繪制二維圖像。其中’選項’可指定。如表1。

表1

另外:

(1)LineWidth(線條寬度):指定線條寬度，如‘Line-Width’3表示線寬為3個單位。

(2)MarkerSize(標(biāo)記大小):指定標(biāo)記符號的大小，如‘MarkerSize’10。

(3)MarkerFaceColor(標(biāo)記符面填充顏色):指定用于填充標(biāo)記符面的顏色。

(4)MarkerEdgeColor(標(biāo)記框顏色):指定標(biāo)記符周邊框的顏色。

例3:x=0:pi/30:2*pi;y=sin(x);

plot(x，y，’-bo’，’linewidth’，4，’markeredgecolor’，’k’，’markerfacecolor’，’r’，’markersize’，12)。(圖3)

圖3

以上圖形是一條藍色實線型，線的粗細為4號，每一個節(jié)點處有“圓圈”做標(biāo)記，標(biāo)記的邊緣為黑色，標(biāo)記的符面是紅色。標(biāo)記的大小為12號。

2.多重線畫法

在同一個畫面上可以畫許多條曲線。繪制方法有多種。下面介紹兩種。

方法一:利用plot的多變量方式繪圖。

格式:plot(x1，y1，’選項1’，x2，y2，’選項2’，…xn，yn，’選項n’)

例4:x=0:pi/30:2*pi;

y1=sin(x);y2=cos(x);

plot(x，y1，’b:+’，x，y2，’r-.*’)(圖4)

圖4

方法二:hold on，hold off命令。

利用hold on保持窗口圖形，等待添加新的曲線，所有圖形添加完成后，利用hold off完成并結(jié)束繪圖狀態(tài)。

例5:x=0:pi/30:2*pi;

y1=sin(x);

plot(x，y1，’b:+’)

hold on

y2=cos(x);

plot(x，y2，’r-.*’)

hold off (同圖4)

3.在同一窗口出現(xiàn)多幅圖形

Matlab提供了subplot命令可以實現(xiàn)把多幅圖形放在同一個窗口。調(diào)用格式為subplot(m，n，p)。此命令本身并不繪制圖形，它只是將圖形窗口分割成m行n列共m* n個子窗口，子窗口從左到右，由上至下進行編號，p表示當(dāng)前窗口。

例6:x=linspace(0，2*pi，30);

y1=sin(x);y2=sin(2*x);y3=sin(3*x);y4=sin (4*x);

subplot(2，2，1);plot(x，y1);

subplot(2，2，2);plot(x，y2);

subplot(2，2，3);plot(x，y3);

subplot(2，2，4);plot(x，y4);(圖5)

圖5

4.常用輔助命令

一副完整的圖形除坐標(biāo)軸、曲線外，還應(yīng)在圖形中包括數(shù)據(jù)單位、標(biāo)題，對多重曲線圖還應(yīng)給出圖例說明等。在一個圖形上可以加標(biāo)題、x軸標(biāo)記、y軸標(biāo)記、圖例等。用一下命令完成這些工作。

title(‘字符串’)——圖形標(biāo)題。

xlable(‘字符串’)——x軸坐標(biāo)軸標(biāo)注。

ylable(‘字符串’)——y軸坐標(biāo)軸標(biāo)注。

text(x，y，’字符串或表達式’)——在指定圖形坐標(biāo)位置添加字符串或表達式。

gtext(‘字符串或表達式’)移動鼠標(biāo)指針至指定圖形坐標(biāo)位置添加字符串或表達式。

legend(‘字符串1’，‘字符串2’，…)——給圖形添加圖例。

例7:x=0:pi/30:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);

plot(x，y1，’b:+’，x，y2，’r-.*’)

xlabel(‘x軸’)

ylabel(‘y軸’)

title(‘正、余弦圖像’)

legend(‘cos(x)’，’sin(x)’)(圖6)

圖6

另外，Matlab提供了一系列特殊坐標(biāo)系的二維圖形命令，如semilogx命令similogy，loglog命令等，具體調(diào)用格式與plot命令完全類似，其中利用semilogx畫出的圖形的x軸坐標(biāo)為對數(shù)坐標(biāo)、similogy畫出的圖形的y軸坐標(biāo)為對數(shù)坐標(biāo)、loglog為雙對數(shù)坐標(biāo)。讀者可以根據(jù)plot的各種命令對應(yīng)舉例，在此不再一一說明。

［1］楊啟帆.數(shù)學(xué)建模［M］.北京:高等教育出版社，2006.

［2］張珠寶.數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實驗［M］.北京:高等教育出版社，2005.

［3］黃瓊香.MATLAB作圖函數(shù)的總結(jié)與分析［J］.高等理科教育，2005(6):40-42.

TP317.4

A

1008—3340(2012)02—0060—02

2012-02-18

甄海燕(1980-)，女，山東魚臺人，山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)部數(shù)學(xué)教研室教師，講師，碩士研究生，研究方向為數(shù)學(xué)課程與教學(xué)論。