【正文】 MATLAB 2022教程 第 4章 數值計算 2022年 5月 27日 第 1頁 第五講 數據和函數的可視化 ——matlab語言豐富的圖形表現方法，使得數學計算結果可以方便地、多樣性地實現可視化，這是其它語言所不能比擬的。 MATLAB 2022教程 第 4章 數值計算 2022年 5月 27日 第 2頁 引導 ? 任何二元實數標量對（ x,y）可用平面上的一個點表式；任何二元實數向量對（ x,y）可用平面上的一組點表示。對于離散實函數 yn=f(xn)，當 xn以遞增（或遞減）次序取值 x=[x1,x2,…,x N]T時，根據函數關系可求得同樣數目的 yn，y=[y1,y2,…,y N]T。當把這向量對用直角坐標中的點序列圖示時，就實現了 離散函數的可視化 。 MATLAB 2022教程 第 4章 數值計算 2022年 5月 27日 第 3頁 例 ：離散函數 y=|n|的可視化 n=(10:10)39。 y=abs(n)。 plot(y,39。r.39。) figure (2), plot(n,y,39。b39。) MATLAB 2022教程 第 4章 數值計算 2022年 5月 27日 第 4頁 連續(xù)函數的可視化 ? 與離散函數可視化一樣，進行連續(xù)函數可視化也必須先在一組離散自變量上計算相應的函數值，并把這一組“數據對”用點圖示。但這些離散的點不能表現函數的連續(xù)性。 ? 為了進一步表示離散點之間的函數情況，有兩種 常用處理方法： –對區(qū)間進行更細的分割，計算更多的點，去近似表現函數的連續(xù)變化； –把兩點用直線連接，近似表現兩點間的（一般是非線性的）函數性狀。 ? 在 MATLAB中，以上兩種表現方法都可以采用。 ? 注意： 倘若自變量的采樣點數不足夠多，則無論哪種方法都不能真實地反映原函數。 MATLAB 2022教程 第 4章 數值計算 2022年 5月 27日 第 5頁 例 ：用圖形表示連續(xù)調制波形 y=sin(t)sin(9t) t1=(0:11)/11*pi。 t2=(0:400)/400*pi。 t3=(0:50)/50*pi。 y1=sin(t1).*sin(9*t1)。 y2=sin(t2).*sin(9*t2)。 y3=sin(t3).*sin(9*t3)。 subplot(2,2,1),plot(t1,y1,39。r.39。) axis([0,pi,1,1]),title(39。(1)點過少的離散圖形 39。) subplot(2,2,2),plot(t1,y1,t1,y1,‘r.’) %紅色部分畫折線，其余畫點 axis([0,pi,1,1]),title(39。(2)點過少的連續(xù)圖形 39。) subplot(2,2,3),plot(t2,y2,39。r.39。) axis([0,pi,1,1]),title(39。(3)點密集的離散圖形 39。) subplot(2,2,4),plot(t3,y3) axis([0,pi,1,1]),title(39。(4)點足夠的連續(xù)圖形 39。) MATLAB 2022教程 第 4章 數值計算 2022年 5月 27日 第 6頁 N=9。 t=0:2*pi/N:2*pi。 x=sin(t)。y=cos(t)。 tt=reshape(t,2,(N+1)/2)。 tt=flipud(tt)。 tt=tt(:)。 xx=sin(tt)。yy=cos(tt)。 subplot(1,2,1),plot(x,y) title(39。(1) 正常排序圖形 39。),axis equal off,shg subplot(1,2,2),plot(xx,yy) title(39。(2) 非正常排序圖形 39。),axis equal off,shg 例 ：繪制奇數正多邊形及圓。 ( 1 ) 正常排序圖形 ( 2 ) 非正常排序圖形開始點 開始點 tt = 0 tt = 0 tt = 0 MATLAB 2022教程 第 4章 數值計算 2022年 5月 27日 第 7頁 5. 2 二維曲線和圖形 plot —— 最基本的二維圖形指令 plot的功能： ? plot命令自動打開一個圖形窗口 Figure ? 用直線連接相鄰兩數據點來繪制圖形 ? 根據圖形坐標大小自動縮擴坐標軸 ,自動標注數據標尺及單位標注 plot MATLAB 2022教程 第 4章 數值計算 2022年 5月 27日 第 8頁 1. 基本調用格式 plot (x,y,‘s39。) (1) 一維數組 (x,y)指定采樣點的橫坐標和縱坐標。 (2) ’ s ’是 字符串，用來設定 “ 離散點形 ” 或 /和 “ 連續(xù)線型 ” ，也指定 “ 點線色彩 ” 。顏色字符串用英文單詞的前 1~3個字母，如 yellow— yel（或 y或 ye）表示等。 (3) 若沒有第三個輸入量，將采用默認設置： 藍色細實線 。 輸入量 (x,y,‘s’) 稱為平面繪線三元組。 MATLAB 2022教程 第 4章 數值計算 2022年 5月 27日 第 9頁 表 離散數據點形允許設置值 符號 含 義 符號 含 義 . 實心點 d 菱形符 diamond + 十字符 h 六角星 hexagram * 米字符 o 空心圓圈 ^ 朝上三角符 p 五角星 pentagram 朝坐三角符 s 方塊符 square 朝右三角符 x 叉字符 v 朝下三角符 演示數據點型的變化 t=0:10。 plot(t, 39。p39。, 39。MarkerSize39。,18) MATLAB 2022教程 第 4章 數值計算 2022年 5月 27日 第 10頁 表 連續(xù) 線型 允許設置值 符號 : . 含義 實線 虛線 點劃線 雙劃線 表 點線 色彩 允許設置值 符號 b g r c m y k w 含義 藍 綠 紅 青 品紅 黃 黑 白 如： s=‘r:’表示紅色虛線 t=0:10。 plot(t, 39。pr:39。, 39。MarkerSize39。,18) MATLAB 2022教程 第 4章 數值計算 2022年 5月 27日 第 11頁 2. plot的衍生調用格式 plot(X,Y) 指令采用細實線繪制多條彩色曲線，各曲線的顏色順序見表 . （ 1） 單色或多色繪制多條曲線 plot(X,Y,’s’) ?X、 Y是均為（ m n）矩陣 時，則以 X、 Y對應列元素為橫、縱坐標分別繪制 n條曲線。 ?X、 Y之一是一維數組，且數組長度與另一個矩陣輸入量的 “行數”（或“列數”） 相等時，將繪制出“列數”（或“行數”） 條曲線。 ? ’ s’ 用來指定多條曲線用同一色彩繪制。 ?X、 Y均是一維數組時，就是基本調用格式。 plot(X,Y, 39。p39。, 39。MarkerSize39。,18) X =[1 1 4。 2 2 5。 3 3 6。] Y =[1 4 7。 2 5 8。 3 6 9。] MATLAB 2022教程 第 4章 數值計算 2022年 5月 27日 第 12頁 plot(x1,y1,’s1’,x2,y2,’s2’) ?在此格式中，每個繪線“三元組” (X, Y, ’s’)的結構和作用，與 plot(X,Y,’s’) 相同。不同的“三元組”之間沒有約束關系。 （ 3）單輸入量繪線 plot(Y) （ 2）多三元組繪制多條曲線 ?Y是實向量時，以該向量元素的下標為橫坐標、元素值為縱坐標畫出一條連續(xù)曲線。 Y是實矩陣時，則按列繪制每列元素值相對其下標的曲線。圖中曲線數等于 Y陣列數。 Y是復數矩陣時，則按列分別以元素實部和虛部為橫、縱坐標繪制多條曲線 MATLAB 2022教程 第 4章 數值計算 2022年 5月 27日 第 13頁 3. plot的屬性可控調用格式 plot(x,y, 39。s39。, 39。PropertyName39。, PropertyValue,…) 含義 屬性名 屬性值 說明 點、線顏色 Color [Vr,Vg,Vb], 取 [0,1] 默認為 39。b39。 線 型 LineStyle 39。39。, 39。:39。, 39。.39。, 39。39。 默認為實線 線 寬 LineWidth 正實數 默認為 點 形 狀 Marker 39。d39。, 39。+39。, … 可通過 s設置 點 大 小 MarkerSize 正實數 默認為 plot(x,y, 39。LineStyle39。, 39。:39。, 39。LineWidth39。, ) MATLAB 2022教程 第 4章 數值計算 2022年 5月 27日 第 14頁 0 2 4 6 81 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 81B y p l o t ( t , Y )t0 50 100 1501 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 81B y p l o t ( Y )r o w s u b s c r i p t o f Y例 ：二維曲線繪圖指令演示 。 Clf t=(0:pi/50:2*pi)39。 k=::1。 Y=cos(t)*k。 %是矩陣 subplot(1,2,1),plot(t,Y,39。LineWidth39。,) title(39。By plot(t,Y)39。),xlabel(39。t39。) subplot(1,2,2),plot(Y,39。LineWidth39。,) title(39。By plot(Y)39。),xlabel(39。row subscript of Y39。) MATLAB 2022教程 第 4章 數值計算 2022年 5月 27日 第 15頁 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 51 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 81例 ：用圖形表示連續(xù)調制波形 y=sin(t)sin(9t)極其包絡線 。 t=(0:pi/100:pi)39。 y1=si