Построение двумерных графиков в Matlab(3)

1. Построение двумерных графиков

Подготовил:
Учебный ассистент по дисциплине
“Математический компьютерный практикум”
Литвиненко Алексей Михайлович
amlitvinenko@edu.hse.ru

2. Построение графика функции

Имеется два вектора одинаковой длины x и y.
Тогда функция plot(x,y) построит ломаную линию с абсциссами,
записанными в x, и ординатами, записанными в y.
Таким образом, с помощью этой функции становится очень просто
строить графики функций.

3. Построение графика функции. Пример.

Код программы для построение графика sin(x) на интервале [0,2pi]:
x = 0 : pi/100 : 2*pi;
y = sin(x );
plot(x, y)

4. Добавление подписей

Функции xlabel() и ylabel() добавляют подписи к оси абсцисс и
ординат соответственно, а title() определяет название.

5. Добавление подписей. Пример.

Код программы для построения графика с подписанными осями и
заголовком.
x = 0 : pi/100 : 2*pi;
y = sin(x );
plot(x, y)
xlabel('x = 0:2\pi')
ylabel('Sine of x ')
title('Plot of the Sine Function')

6. Команда figure

Команда figure создает новое графическое окно и делает его
текущим.
Команда figure(n) делает текущим окно с номером n.

7. Команда figure. Пример

x = 0 : pi/100 : 2*pi;
y = sin(x);
figure(1);
plot(x, y)
xlabel('x = 0:2\pi')
ylabel('Sine of x ')
title('Plot of the Sine Function')
y = cos(x);
figure(2);
plot(x,y)
xlabel('x = 0:2\pi')
ylabel('Cos of x ')
title('Plot of the Cos Function')

8. Режим hold

Каждая новая функция plot стирает старое изображение. Для того,
чтобы нарисовать несколько графиков, мы можем использовать
команду hold on («заморозить»), включающей режим сохранения
предыдущего графического результата.

9. Режим hold. Пример

x = -pi : pi/100 : pi;
hold on
y = sin(x);
plot(x,y)
y = exp(-x.^2)
plot(x,y)
y = 0.5*atan(x)
plot(x,y)
hold off

10. Добавление легенды. Пример

x = -pi : pi/100 : pi;
hold on
y = sin(x);
plot(x,y)
y = exp(-x.^2)
plot(x,y)
y = 0.5*atan(x)
plot(x,y)
legend('sin(x)','exp(x2)','0.5*atan(x)','Location','northwest')
hold off

11. Построение нескольких кривых через матрицу

x = -pi : pi/100 : pi;
y1 = sin(x);
y2 = exp(-x.^2)
y3 = 0.5*atan(x)
Y = [y1;y2;y3]
plot(x,Y)
legend('sin(x)','exp(x^2)','0.5*atan(x)','Location','northwest')

12. Построение нескольких кривых через параметр

a = 1:8;
x = linspace(0, pi, 100);
y = sin(x )’;
plot(x, y*a);

13. Изменение цвета и стиля линий

Чтобы изменить стиль линии графика функции и стиля нужно
использовать функцию plot() с определенными параметрами.
Выглядит это так: plot(x,y, “*style*”). Вместо *style* пишутся
параметры цвета, стиля линий и тип маркера. Возможные
варианты изменения параметров графика:
1) Цвет: c(cyan), m(magenta), y(yellow), r(red) , g(green), b(blue),
w(white), and k(black)
2) Стиль линии: −, −−, :, −.
3) Тип маркера: +, o, *, x , s, d, ^, v, >, <, p, h

14. Изменение стиля графика. Пример

x = 0:pi/10:2*pi;
y1 = sin(x);
y2 = sin(x-0.25);
y3 = sin(x-0.5);
figure
plot(x,y1,'g',x,y2,'b-o',x,y3,'c*')

15. Пределы графика функции и команда grid

xlim([xmin, xmax ] задает диапазон изменения на графике
координаты x, а ylim([ymin, ymax ] устанавливает диапазон
изменения на графике координаты y. Можно сразу задать пределы
изменения для обеих координат:
axis([xmin, xmax, ymin, ymax ])
Команды axis square, axis equal, axis off, axis on
Команда grid on включает, а команда grid off выключает режим
отображения сетки координат.

16. Пределы графика функции и команда grid. Пример

t = [0:.1:10]’;
y1 = 1.03 * exp(−0.25*t) .* sin(0.97*t);
y2 = 1.07 * exp(−0.35*t) .* sin(0.94*t);
y3 = 1.15 * exp(−0.5*t) .* sin(0.87*t);
y4 = 0.45 * (exp(−0.38*t) − exp(−2.62*t));
y5 = 0.22 * (exp(−0.21*t) − exp(−4.80*t));
Y = [y1, y2, y3, y4, y5 ];
plot(t, Y )
ylim([−0.4, 0.8])
grid on

17. Обратные функции. Пример

x = -3*pi:.01:3*pi;
y = cos(x );
plot(x, y, y, x );
legend('y = cos(x )', 'x = cos(y)');

18. Кривые, заданные параметрически. Пример

t = 0:0.1:50
x = t.*cos(t)
y = t.*sin(t)
plot(x,y,'r')

19. Графики в полярных координатах. Пример

phi = linspace(0, 2*pi, 200);
polarplot (phi, sin(4*phi));
hold on;
polarplot (phi, cos(2*phi), 'r ');
hold off

20. Команда help

Если у Вас возникают затруднения с выполнением задач, или Вы
хотите узнать больше возможностей той или иной функции, то вы
всегда можете обратиться к справке с помощью ввода команды
help graph2d прямо в окно команд (Command Window) в нижней
части Matlab.

21. Список источников

[1] Золотых Н.Ю. Использование пакета MATLAB в научной и
учебной работе.
[2] Справочник по пакету MATLAB [Электронный ресурс] Код
доступа: https://se.mathworks.com/