实验三 MATLAB 的绘图
一、实验目的：掌握利用MATLAB 画曲线和曲面。 二、实验内容：
1、 在不同图形中绘制下面三个函数t ∈[0，4π]的图象，3个图形分别是
figure(1),figure(2),figure(3)。
)
sin(41.0321t e y t
y t y t -==
=π
说明:y 1 线型：红色实线，y 2 线型：黑色虚线，y 3: 线型：兰色点线
分别进行坐标标注,分别向图形中添加标题‘函数1’，‘函数2’, ‘函数3’ 解答：
源程序与图像： t=0:0.1:4*pi; y_1=t;
y_2=sqrt(t);
y_3=4*pi.*exp(-0.1*t).*sin(t); figure(1)
plot(t,y_1,'-r'); title('函数1');
xlabel('t');ylabel('y_1'); figure(2)
plot(t,y_2,'--k'); title('函数2');
xlabel('t');ylabel('y_2'); figure(3)
plot(t,y_3,':b'); title('函数3');
xlabel('t');ylabel('y_3');
246
8101214
02468
10
12
14
函数1
t
y
1
0246
8101214
0.511.522.533.54函数2
t y
2
2
4
6
8
10
12
14
-8-6-4-2024
681012函数3
t
y
3
2、 在同一坐标系下绘制下面三个函数在t ∈[0，4π]的图象。 （用2种方法来画图，其中之一使用hold on ）
使用text 在图形适当的位置标注“函数1”“函数2”,“函数3” 使用gtext 重复上面的标注，注意体会gtext 和text 之间的区别 解答： 方法一： 程序与图形： t=0:0.1:4*pi; y_1=t;
y_2=sqrt(t);
y_3=4*pi.*exp(-0.1*t).*sin(t); figure(1)
plot(t,y_1,'-r'); gtext('函数1');
xlabel('t');ylabel('y'); hold on
plot(t,y_2,'--k'); gtext('函数2');
hold on
plot(t,y_3,':b'); gtext('函数3');
246
8101214
-10-50
5
10
15
函数1
t
y
函数2
函数3
方法二： t=0:0.1:4*pi; y_1=t;
y_2=sqrt(t);
y_3=4*pi.*exp(-0.1*t).*sin(t); figure(1)
plot(t,y_1,'-r',t,y_2,'--k',t,y_3,':b'); xlabel('t');ylabel('y'); text(10,10,'函数1'); text(11,2,'函数2'); text(11,-5,'函数3');
0246
8101214
-10
-5
5
1015
t
y
函数1
函数2
函数3
4、绘制ρ=sin(2θ)cos(2θ)的极坐标图
源程序和图形： theta=0:pi/100:2*pi;
rho=sin(2*theta).*cos(2*theta); polar(theta,rho);
0.1
0.2 0.3
0.4 0.5
30
21060
240
90
270
120
300
150
330
1800
5、绘制y=10x 2的对数坐标图并与直角线性坐标图进行比较。
在一个图形中绘制4个子图，分别使用plot 、semilogx 、semilogy 、loglog 函数进行绘制； 并且用title 进行标注;同时添加网格线 源程序与图像： x=0:0.1:5; y=10*x.^2;
subplot(2,2,1) plot(x,x);
title('plot 函数图');grid on
subplot(2,2,2) semilogx(x,y);
title('semilogx 函数图');grid on
subplot(2,2,3) semilogy(x,y);
title('semilogy');grid on
subplot(2,2,4) loglog(x,y);
title('loglog 函数图');grid on
02
46
24
6plot 函数图
10
-110
10
1
0100
200
300semilogx 函数图
0246
10
-2
10
10
2104
semilogy
10
-1
10
10
1
10
-2
10
10
2
104
loglog 函数图
6、绘制下面函数在区间[-6，6]中的图象。
??
???>+-≤<≤=3
,630,
0,sin )(x x x x x x x y
源程序和图像： x=-6:0.1:0; y_1=sin(x); plot(x,y_1,'-k');
xlabel('x');ylabel('y'); gtext('y_1=sin(x)'); hold on x=0:0.1:3; y_2=x;
plot(x,y_2,'--b'); gtext('y_2=x'); hold on x=3:0.1:6; y_3=-x+6; plot(x,y_3,':r'); gtext('y_3=-x+6');
-6
-4-2
0246
-1-0.500.511.522.53x
y
y 1=sin(x)
y 2=x
y 3=-x+6
7、三维空间曲线绘制t ∈[0，4π]
x=cos(t); y=sin(t);
使用plot3 和comet3分别绘制
源程序和图像：（彗星图用matlab 复制之后看不到，用的是截图） t=0:0.1:4*pi; x=cos(t); y=sin(t);
subplot(2,1,1) plot3(t,x,y);
subplot(2,1,2) comet3(t,x,y);
8、分别用mesh 和surf 函数，绘制下面方程所表示的三维空间曲面，x 和y 的取值范围设为[-3，3]。
10
102
2y x z +-=
源程序和图像： x=-3:0.1:3; y=-3:0.1:3;
[x,y]=meshgrid(x,y);
z=(-(x.^2)/10)+((y.^2)/10);
subplot(2,1,1) mesh(x,y,z); title('mesh plot');
xlabel('x');ylabel('y');zlabel('z');
subplot(2,1,2) surf(x,y,z); title('surf plot');
xlabel('x');ylabel('y');zlabel('z');
-4-2
2
4
-4-2
02
4
-101x
mesh plot
y
z
-4
-2
2
4
-4-2
02
4
-101x
surf plot
y
z
9、用mesh 和surf 函数来绘制激光器输出横模的三维分布
对于激光腔长为L=10, 激光波长λ=1064nm 方形镜共焦腔，其输出的几个横模如下所示意 其中π
λ
ωL os =
00模的振幅分布
()π
λ/0022,L y x e
y x v +-
=
10模的振幅分布()22
2,10
os
y x xe
y x v ω+-
=
01模的振幅分布()22
2,01os
y x ye
y x v ω+-
=
20模的振幅分布()22
2)4(,22
20
os
y x os
e
x
y x v ωω+--=
11模的振幅分布()22
2,11os
y x xye
y x v ω+-
= %激光器输出横模的三维分布 L=10e-2; %腔长
Lambda=1064e-9;%波长 w_os=sqrt(L*Lambda/pi); x=[-10:0.1:10];y=[-10:0.1:10]; [x,y]=meshgrid(x,y);
v_00=exp(-(x^2+y^2)/w_os^2); v_10=x*exp(-(x^2+y^2)/w_os^2); v_01=y*exp(-(x^2+y^2)/w_os^2);
v_20=(4*x^2-w_os^2)*exp(-(x^2+y^2)/w_os^2); v_11=x*y*exp(-(x^2+y^2)/w_os^2);
%00模 figure(1)
subplot(1,2,1) mesh(x,y,v_00);
title('00模mesh 图'); subplot(1,2,2) surf(x,y,v_00);
title('00模surf 图');
%10模 figure(2)
subplot(1,2,1) mesh(x,y,v_10);
title('10模mesh 图'); subplot(1,2,2) surf(x,y,v_10);
title('10模surf 图');
%01模 figure(3)
subplot(1,2,1) mesh(x,y,v_01);
title('01模mesh 图');
subplot(1,2,2) surf(x,y,v_01);
title('01模surf 图');
%20模 figure(4)
subplot(1,2,1) mesh(x,y,v_20);
title('20模mesh 图'); subplot(1,2,2) surf(x,y,v_20);
title('20模surf 图');
%11模 figure(5)
subplot(1,2,1) mesh(x,y,v_11);
title('11模mesh 图'); subplot(1,2,2) surf(x,y,v_11);
title('11模surf 图');
-0.01
0.01
-0.010
0.01
00.20.40.60.8100模mesh 图
-0.01
0.01
-0.010
0.01
00.20.40.60.8100模surf 图
-0.01
0.01
-0.01
00.01
-8-6-4-202468x 10-4
10模mesh 图
-0.01
0.01
-0.01
00.01
-8-6-4-202468x 10
-4
10模surf 图
-0.01
0.01
-0.01
0.01
-8-6-4-20
2468x 10-4
01模mesh 图
-0.01
0.01
-0.01
00.01
-8-6-4-2
2468x 10
-4
01模surf 图
-0.01
0.01
-0.01
00.01
-4-3-2-101234x 10-6
20模mesh 图
-0.01
0.01
-0.01
0.01
-4-3-2-101234x 10
-6
20模surf 图
-0.01
0.01
-0.01
00.01
-8-6
-4
-2
02468x 10-7
11模mesh 图
-0.01
0.01
-0.01
00.01
-8-6
-4
-2
2468x 10
-7
11模surf 图
10、分别绘制隐函数曲线
1）x 2+y 2=1 程序与图像： x=-1:0.1:1; y=-1:0.1:1;
ezplot('x.^2+y.^2-1'); title('x^2+y^2=1');
x
y
x 2+y 2=1
-6
-4
-2
02
4
6
-6-4
-2
2
4
6
2）X 3+y 3=5xy 程序与图像： x=-10:0.1:10; y=-10:0.1:10;
ezplot('x.^3+y.^3-5*x.*y'); title('x^3+y^3=5*x*y');
x
y
x 3+y 3=5*x*y
-6
-4
-2
02
4
6
-6-4
-2
2
4
6
11，在光纤放大器的文献中，我们经常能碰到双Y 轴图形的绘制，在某次实验中有人得到如下的实验数据，请绘制双Y 轴图形,横坐标为输入信号功率,纵坐标分别为输出功率和增益 输入的信号光功率(mW)：1；2；3；4；5；6；7；8；9；10
输出的信号光功率(mW)：1.1；4.2；9.2；16.1;25.3;36.0;49.4;64.5;82.0;99.9
标注横坐标为Input signal power (mW),纵坐标分别为Output power (mW); Gain(dB) 解答：
程序与图像：
Input=[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10];
Output=[1.1 4.2 9.2 16.1 25.3 36.0 49.4 64.5 82.0 99.9]; G=Output./Input; Gain=10log10(G);
[AX,H1,H2]=plotyy(Input,Output,Input,Gain);
set(get(AX(1),'Ylabel'),'String','Output power (mW)') set(get(AX(2),'Ylabel'),'String','Gain(dB)') xlabel('Input signal power (mW)');
410
20406080100
O u t p u t p o w e r (m W )
Input signal power (mW)
123
56789
02
4
6
8
10
G a i n (d B )
12，饼图的绘制
我校某级光信专业本科生源分别为：湖北40人，安徽3人，黑龙江4人，贵州2人，江西5人，请绘制饼图和进行标注为湖北，安徽，黑龙江，贵州，江西；另外在饼图中把安徽，黑龙江学生的部分分离出来， 程序和图像： x=[40 3 4 2 5]; y=[0 1 1 0 0];
pie(x,y,{'湖北40人','安徽3人', '黑龙江4人', '贵州2人','江西5人'}) title('我校某级光信专业本科生源');
我校某级光信专业本科生源
江西5人
贵州2人
黑龙江4人
安徽3人湖北40人