实验06 高层绘图操作
（第5章 MATLAB 绘图）
一、实验目的
二、实验内容
1. 绘制函数的曲线
设23sin 0.5cos 1x y x x ??
=+?
?+??
，在x=0~2π区间取101点，绘制函数的曲线。
程序：
2. 在同一窗口中绘制多个图形
已知三个函数y 1=x 2，y 2=cos(2x )，y 3=y 1×y 2，完成下列操作：
《数学软件》课内实验
王平
2.1 在同一坐标系下用不同的颜色和线型绘制三条曲线
程序（提示：x 可取0~2π，取101个点）：
2.2 以子图形式绘制三条曲线
2.3 分别用条形图、阶梯图、杆图和填充图绘制三条曲线
(1) y 1=x 2，
程序和图形：
(2)
y 2=cos(2x )，程序和图形： 程序：
(3) y
3=y 1×y 2，程序和图形：
图形
:
3. 绘制分段函数的曲线
已知
2
01ln(02
x x e y x x ?≤??=??+>??
在-5≤x ≤5区间绘制函数曲线。
4. 绘制极坐标曲线
ρ=a sin(b +nθ)，并分析参数a 、b 、n 对曲线形状的影响（每种情况输出4个不同的图形即可）。
4.1 a 变，b 和n 不变
4.2 b 变，a 和n 不变
程序（参考：b=0,π/2,π
,3π/2，a=1,n=1）：
图形（在同一窗口中显示4个子图）：
4.3 n 变，a 和b 不变
程序（参考：n=1,2
,3,4，a=1,b=0）：
5. 绘制函数的曲面图和等高线
cos cos z x ye
=
其中x 的21个值均匀分布在 [-5，5] 范围，y 的31个值均匀分布在 [0，10] ，要求
使用subplot(2,1,1)和subplot(2,1,2)将产生的曲面图和等高线图画在同一个窗口上。
程序：
图形:
6. 绘制曲面图形，并进行插值着色处理
cos cos 3cos sin 0,022sin x s t y s t s t z s
ππ=???
=≤≤≤≤
??
=?? 程序： 图形:
三、实验提示
四、教程：第5章 MATLAB绘图（1/2）
5.1 二维绘图 p83
5.1.1 绘制二维曲线的基本函数
1. plot函数的基本用法
plot(x,y)
x和y为同长的向量，分别存储横和纵坐标数据。
例5.1 在0≤x≤2 区间内，绘曲线p83
-0.5x
例5.2 绘制参数方程的曲线p84
ππ≤≤-???==t t
t y t t x 2
sin )
3cos(
plot 的其他用法：
① x 是向量，y 是有一维与x 同维的矩阵
绘出曲线条数等于y 的另一维数，x 是曲线共同的横坐标。
以x,y对应列元素为横、纵坐标分别绘曲线，条数是矩阵的列数。
③plot只含一个输入参数：
plot(x)
?x是实向量。以元素的下标为横坐标，元素值为纵坐标。(x, y) =（下标，元素值）
?x是复数向量。以元素实部和虚部为横、纵坐标。
(x, y) =（实部，虚部）
?x是复数矩阵。按列分别以元素实部和虚部为横、纵坐标。(x, y) =（实部，虚部）
?x是实矩阵。按列绘制每列元素值相对其下标的曲线。(x, y) =（下标，元素值）
例输入为复数数据，绘制一个单位圆和三个同心圆p85
2. 含多个输入参数的plot函数
plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)
①输入参数都为向量
②输入参数有矩阵
配对的x,y按对应列元素为横、纵坐标分别绘曲线，曲线条数是矩阵的列数。
3. 含选项的plot函数
绘图选项用于确定所绘曲线的线型、颜色和数据点标记符号，它们可以组合使用。
例如，
“b-.”表示蓝色、点划线。
“y:d”表示黄色、虚线、菱形符标记数据点。
选项省略时：
?线型一律用实线。
?数据点不标记。
颜色将根据曲线的先后顺序依次按表5.1给出的前7种颜色。
表5.1 线型、颜色和标记符号选项
注：在命令窗口用help plot可查到
设置曲线样式
plot(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…,xn,yn,选项n)
例5.3 用不同线型和颜色在同一坐标内绘制曲线及其包络线
-0.5x
4. 双纵坐标函数
plotyy(x1,y1,x2,y2)
?x1,y1对应一条曲线，x2,y2对应另一条曲线。
?横坐标的标度相同。
?左纵坐标用于x1,y1数据对，右纵坐标用于x2,y2数据对。例5.4 用不同标度在同一坐标内绘制曲线p87
y1=e -0.5x
sin(2πx) 0?x?2π
y2=1.5e -0.1x
sin(x) 0?x?3π
5.1.2 绘制图形的辅助操作p88
1．图形标注
有关图形标注函数的调用格式为：
title(图形名称)
xlabel(x轴说明)
ylabel(y轴说明)
zlabel(z轴说明)
text(x,y,图形说明)
legend(图例1,图例2,…)
说明文字使用的字符：
标准的ASCII字符
LaTeX格式的控制字符
用\bf、\it、\rm控制字符分别定义黑体、斜体和正体字符。 受LaTeX字符串控制部分要用{ }括起来。
例图形标注文字
表5.2 常用的LaTeX字符p89
上标引导符^
下标引导符_
例上标和下标
e^{axt} 标注效果为e axt e^axt 标注效果为e a xt
X_{12} 标注效果为X 12
2. 坐标控制
调用格式：
axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax]) 常用的格式：
axis equal ： 纵、横坐标轴采用等长刻度。
axis square ：产生正方形坐标系(缺省为矩形)。 axis auto ： 使用缺省设置。 axis off/on ： 取消/显示坐标轴。
网格线和边框
grid on/off 命令 控制是否画网格线。 box on/off 命令 控制是否加边框线。 无参数的命令在两种状态间切换。
例5.5 绘制分段函数曲线并添图形标注p90
??
??
??≥<≤-<≤<≤=818625642
40)(x x x
x x x x f
3. 图形保持
hold on/off命令控制是保持原有图形还是刷新原有图形。
无参数的hold命令在两种状态间切换。
例5.6 用图形保持功能在同一坐标内绘制曲线及其包络线p91
-0.5x
4. 图形窗口的分割
subplot(m,n,p)
将当前图形窗口分成m×n个绘图区。
区号按行优先编号，且选定第p个区为当前活动区。
在每一个绘图区允许以不同的坐标系单独绘制图形（子图）。例5.7 在图形窗口中，以子图形式同时绘制多根曲线p92
5.1.3 绘制二维图形的其他函数p94
1. 其他形式的线性直角坐标图
bar(x,y,选项) 条形图
stairs(x,y,选项) 阶梯图
stem(x,y,选项) 杆图
fill(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…) 填充图
其中，fill
按向量元素序号顺序用线段连接x、y对应元素定义数据点；折线不封闭时，把折线的首尾连接；
填入指定颜色。
例5.8 分别以条形图、填充图、阶梯图和杆图形式绘制曲线p94 -0.5x
2. 极坐标图
polar(theta,rho,选项)
?theta为极坐标极角。
?rho为极坐标矢径。
?选项的内容与plot函数相似。
例5.9 绘制极坐标图p95
3. 对数坐标图形
绘制半对数坐标曲线的函数：
semilogx(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…)
semilogy(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…)
绘制对数坐标曲线的函数：
loglog(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…)
例5.10 绘制对数坐标图并与直角线性坐标图比较p95 2
logspace(a,b,n)
a和b是生成向量的第一个和最后一个元素，n是元素总数。
4. 对函数自适应采样的绘图函数
fplot(fname,lims,tol,选项)
?fname为函数名，以字符串形式出现。
?自变量必须为x。
?lims为x,y的取值范围。
?tol为相对允许误差，默认值为2e-3。
?选项定义与plot函数相同。
例5.11 用fplot函数绘制曲线p97