2022年MATLAB软件使用简介 .pdf

MATLAB 软件使用简介MATLAB 是一个功能强大的常用数学软件, 它不但可以解决数学中的数值计算问题, 还可以解决符号演算问题 , 并且能够方便地绘出各种函数图形。MATLAB 自 1984 年由美国的MathWorks公司推向市场以来，历经十几年的发展和竞争，现已成为国际最优秀的科技应用软件之一。这里主要以适用于Windows 操作系统的 MATLAB5.3版本向读者介绍MATLAB 的使用命令和内容。一、 MATLAB 的进入 / 退出 MATLAB 的安装成功后 , 系统会在 Windows【开始】菜单的【程序】子菜单中加入启动MATLAB 命令的图标, 用鼠标单击它就可以启动MATLAB 系统, 见图 2.1 。图 2.1 启动 MATLAB 启动 MATLAB 后, 屏幕上出现MATLAB 命令窗口 : 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 18 页 - - - - - - - - - 图 2.2 MATLAB 命令窗口图 2.2 的空白区域是MATLAB 的工作区（命令输入区）, 在此可输入和执行命令。退出 MATLAB 系统像关闭Word 文件一样 , 只要用鼠标点击MATLAB 系统集成界面右上角的关闭按钮即可。二、 MATLAB 操作的注意事项在 MATLAB 工作区输入MATLAB 命令后 , 还须按下 Enter 键, MATLAB 才能执行你输入的MATLAB 命令, 否则 MATLAB 不执行你的命令。MATLAB 是区分字母大小写的。一般，每输入一个命令并按下Enter键, 计算机就会显示此次输入的执行结果。( 以下用 表示回车 ) 。如果用户不想计算机显示此次输入的结果，只要在所输入命令的后面再加上一个分号“； ”即可以达到目的。如：x= 2 + 3 x=5 x = 2 + 3 ; 不显示结果5 在 MATLAB 工作区如果一个表达式一行写不下，可以用在此行结尾处键入三个英文句号的方法达到换行的目的。如： q=56+sin(pi)+exp(3)+(1+2+3+4+5)/sin(x), -5x+1/2-567/(x+y)MATLAB 可以输入字母、汉字，但是标点符号必须在英文状态下书写。MATLAB 中不需要专门定义变量的类型，系统可以自动根据表达式的值或输入的值来确定变量的数据类型。命令行与M 文件中的百分号“% ”标明注释。在语句行中百分号后面的语句被忽略而不被执行，在 M文件中百分号后面的语句可以用Help 命令打印出来。三、 MATLAB 的变量与表达式MATLAB 的变量名MATLAB 的变量名是用一个字母打头，后面最多跟19 个字母或数字来定义的。如x,y,ae3,d3er45都是合法的变量名。应该注意不要用MATLAB中的内部函数或命令名作为变量名。MATLAB中的变量名是区分大小写字母的。如在MATLAB 中，ab 与 Ab 表示两个不同的变量。列出当前工作空间中的变量命令为Who 将内存中的当前变量以简单形式列出；Whos 列出当前内存变量的名称、大小 、类型等信息；Clear 清除内存中的所有变量与函数。MATLAB 的运算符数学运算符 ：+（加号），- （减号），* （乘号） , （左除） , / ( 右除 ), ( 乘幂 ) 关系运算符 ： ( 大于 ), = ( 大于等于 ),名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 18 页 - - - - - - - - - = =( 等于 ), = (不等于 )逻辑运算符 ：&( 逻辑与运算 ), | ( 逻辑或运算 ), ( 逻辑非运算 ) MATLAB 的表达式及语句表达式由运算符、函数、变量名和数字组成的式子。MATLAB 语句由变量、表达式及MATLAB 命令组成，用户输入的语句由MATLAB 系统解释运行。MATLAB 语句的 2 种最常见的形式为：形式 1：表达式形式 2：变量 =表达式在第一种形式中，表达式运算后产生的结果如果为数值类型，系统自动赋值给变量ans，并显示在屏幕上。例 1：用两种形式计算36sin5e算术运算结果。解： Matlab 命令为形式 1：56+sin(pi)+exp(3) ans = 1.5645e+004 形式 2：a=56+sin(pi)+exp(3) a = 1.5645e+004 如果在表达式的后面加“；” ，有 a=56+sin(pi)+exp(3)；执行后不显示运算结果。例 2：已知矩阵2211,2121BA，对它们做简单的关系与逻辑运算解： Matlab 命令为A=1,2;1,2; B=1,1;2,2; C=(AB)&(A=B) C= 0 0 0 0 四、 MATLAB 的数据显示格式虽然在 MATLAB 系统中数据的存储和计算都是双精度进行的，但MATLAB 可以利用菜单或format命令来调整数据的显示格式。Format 命令的格式和作用如下：Format|format short 5位定点表示Format long 15位定点表示format short e 5位浮点表示Format long e 15位浮点表示Format short g 系统选择 5 位定点和 5 位浮点中更好的表示Format long g 系统选择 15 位定点和 15 位浮点中更好的表示Format rat 近似的有理数的表示Format hex 十六进制的表示Format bank 用元角分（美制）定点表示Format compact 变量之间没有空行Format loose 变量之间有空行例 3：对数7sin5a用五位定点、十五位定点以及有理数形式表示出来。解： Matlab 命令为a=5+sin(7)format short , a a = 5.6570 format rat,aa = 3117/551 format long,aa = 5.65698659871879 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 18 页 - - - - - - - - - 五、 MATLAB 中的常用函数MATLAB 的常用内部函数有：表 2.1 常用的三角函数函数名称函数功能 sinx 函数名称函数功能sin(x) 正弦函数 cosx asin(x) 反正弦函数asinx cos(x) 余弦函数 tanx acos(x) 反余弦函数acosx tan(x) 正切函数 cotx atan(x) 反正切函数atanx cot(x) 余切函数 cotx acot(x) 反余切函数acotx sec(x) 正割函数 secx asec(x) 反正割函数asecx sinh(x) 双曲函数 sinhx asinh(x) 反双曲函数asinhx 表 2.2 常用的计算函数函数名称函数功能abs(x) 求变量 x 绝对值 |x| angle(x) 复数 x 的相角sqrt(x) 求变量 x 的算术平方根xreal(x) 求复数 x 的实部image(x) 求复数 x 的虚部conj(x) 求复数 x 的共轭复数round(x) 四舍五入至最近整数fix(x) 无论正负，舍去小数至最近整数ceil(x) 加入正小数至最近整数floor(x) 舍去正小数至最近整数rat(x) 将实数化为分数表示rats(x) 将实数化为多项分数表示sign(x) 符号函数rem(x ，y) 求 x 除以 y 的余数gcd(x,y) 整数 x 和 y 的最大公因数lcm(x,y) 整数 x 和 y 的最小公倍数exp(x) 自然指数xepow2(x) 2 的指数2xlog(x) 自然对数 lnx log2(x) 以 2 为底的对数2log xlog10(x) 以 10 为底的对数10logx六、矩阵的操作 MATLAB的基本单位是矩阵，它是的MATLAB 精髓，掌握矩阵的输入、各种数值运算以及矩阵函数的使用是以后能否学好MATLAB 的关键。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 18 页 - - - - - - - - - 矩阵的输入I.直接输入创建矩阵输入方法是先键入左方括弧“ ” ，然后按行直接键入矩阵的所有元素，最后键入右方括弧“ ” 。注意：整个矩阵以“ ”和“ ”作为首尾，同行的元素用“，”或空格隔开，不同行的元素用“；”或按 Enter 键来分隔； 矩阵的元素可以为数字也可以为表达式，如果进行的是数值计算，表达式中不可包含未知的变量。例 4：直接输入创建矩阵98760154321A解： Matlab 命令为A = 1,2,3; 4,15,60; 7,8,9 A = 1 2 3 4 15 60 7 8 9 或用 Matlab 命令A=1,2,3 4,15,66 7,8,9 A = 1 2 3 4 15 60 7 8 9 I.用矩阵函数来生成矩阵MATLAB 提供了大量的函数来创建一些特殊的矩阵，表2.3 给出 MATLAB 常用的矩阵函数。表 2.3 常用的矩阵函数函数名称函数功能函数名称函数功能zero(m,n) m行 n 列的零矩阵eig(A) 求矩阵 A的特征值eye(n) n 阶方矩阵poly(A) 求矩阵 A的特征多项式ones(m,n) m行 n 列的元素为1 的矩阵trace(A) 求矩阵 A的迹rand(m,n) m行 n 列的随机矩阵cond(A) 求矩阵 A的条件数randn(m,n) m行 n 列的正态随机矩阵rref(A) 求矩阵 A的行最简形magic(n) n 阶魔方矩阵inv(A) 求矩阵 A的逆矩阵hess(A) hess 矩阵det(A) 求矩阵 A的行列式sqrtm(A) 求矩阵 A的平方根expm(A) 求矩阵 A的指数值funm(A) 按矩阵计算的函数值logm(A) 求矩阵 A的对数值rank(A) 求矩阵 A的秩morm(A,1) 求矩阵 A 的范数例 5：输入矩阵1 111 111 11。解： Matlab 命令为ones(3) %生成元素都为1 的 3 阶方阵ans = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 例 6：输入矩阵0000000000名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 18 页 - - - - - - - - - 解： Matlab 命令为zeros(2,5) %生成元素都为0 的 2 行 5 列零矩阵ans = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 例 7：生成 3 阶魔方矩阵。解： Matlab 命令为magic(3) ans = 8 1 6 3 5 7 4 9 2 操作符“：”的说明j:k 表示步长为 1 的等差数列构成的数组：j, j+1, j+2, kj:i:k 表示步长为i 的等差数列构成的数组：j,j+i,j+2*i, , k A(i:j) 表示 A(i) ，A(i+1) ，,， A(j) 例 8：操作符冒号 ”: ”的应用解： Matlab 命令为1:5 %步长为 1 的等差数列。Ans = 1 2 3 4 5 1:2:7 %步长为 2 的等差数列。Ans = 1 3 5 7 8:-2:0 %步长为 -2 的等差、递减数列。Ans = 8 6 4 2 0 对矩阵元素的操作设 A是一个矩阵 , 则在 MATLAB 中有如下符号表示它的元素:A(i,j) 表示矩阵 A的第 i 行第 j 列元素。A(:,j) 表示矩阵 A的第 j 列。A(i,:) 表示矩阵 A的第 i 行。A(:,:) 表示 A的所有元素构造2 维矩阵A(:) 表示以矩阵A的所有元素按列做成的一个列矩阵。A(i) 表示矩阵A(:) 的第 i 个元素。 表示空矩阵I.元素的抽取与赋值例 9：已知矩阵162ln973sin56231A，抽取与修改矩阵A的一些元素 . 解： Matlab 命令为A=1 23 56;sin(3) 7 9;log(2) 6 1 %输入矩阵A。A = 1.0000 23.0000 56.0000 0.1411 7.0000 9.0000 0.6931 6.0000 1.0000 A(2,3) %求矩阵 A 的第二行第三列元素。ans = 9 A(4) %求矩阵 A的第四个元素。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 18 页 - - - - - - - - - ans = 23 A(2:4) %取矩阵 A 的 A(2),A(3),A(4)。ans = 0.1411 0.6931 23.0000 A(1,:) %取矩阵 A 的第一行。ans = 1 23 56 A(:,3) %取矩阵 A的第三列ans = 56 9 1 a=A(1,3) %把矩阵 A的第一行第三列元素赋值给变量a。a = 56 A(2,1)=100 %把矩阵 A的第二行第一列元素修改为100。A = 1.0000 23.0000 56.0000 100.0000 7.0000 9.0000 0.6931 6.0000 1.0000 II.矩阵的扩充例 10：已知矩阵8051,9631BA，利用 A 与 B生成矩阵13100690C，DAB，00AAAB。解： Matlab 命令为A=1,3;6,9; %输入矩阵 AC= AC(1,3)=100; %把矩阵 A扩充为 1 行 3 列矩阵C C = 1 3 100 6 9 0 B=1,5;0,8; %输入矩阵 B D=A,B %由矩阵 A与 B合成矩阵D D = 1 3 1 5 6 9 0 8 AA=A,zeros(2);zeros(2),B % 由矩阵 A 与 B 合成分块矩阵AA AA = 1 3 0 0 6 9 0 0 0 0 1 5 0 0 0 8 III.矩阵的部分删除例 11：已知矩阵162ln973sin56231A, 删除矩阵 A的第一行。解： Matlab 命令为A=1 23 56;sin(3) 7 9;log(2) 6 1; A(1,:)= %删除矩阵 A的第一行A = 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 18 页 - - - - - - - - - 0.1411 7.0000 9.0000 0.6931 6.0000 1.0000 矩阵的运算A+B: 矩阵加法A-B: 矩阵减法A*B: 矩阵乘法A B: 矩阵的左除A/B: 矩阵的右除transpose(A)或 A ：A的转置Ak：数 k 乘以 A det(A) ： A 的行列式：rank(A) ：A的秩七、数组在 MATLAB 中数组就是一行或者一列的矩阵，前边介绍的对矩阵输入、修改、保存都适用于数组，同时 MATLAB 还提供了一些创建数组的特殊指令。特殊数组的创建linspace(a,b,n) 给出区间 a,b的 n 个等分点数据logspace(a,b,n) 给出区间10,10ba的 n 个等比点数据，公比为110b an。例 12：linspace(0,1,6) %给出区间 0,1 的 6 个等分点数据ans = 0 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 logspace(0,1,6) %给出区间10,1010的 6 个等比点数据，公比为2.010ans = 1.0000 1.5849 2.5119 3.9811 6.3096 10.0000 数组运算数组的运算除了作为1n 的矩阵应遵循矩阵的运算规则外，MATLAB 中还为数组提供了一些特殊的运算： 乘法为： .* ,左除为： . ,右除为： ./ ,乘幂为： . 。设数组naaa,21,nbbb,21，则对应的运算具体为: nnbababa,2211nnbababa,* .2211knkkaaak,.21nnbababa,/ .2211nnababab,.2211例 13：数组运算例题 a=1:5 %定义数组 a a = 1 2 3 4 5 b=3:2:11 %定义数组 b b = 3 5 7 9 11 a.2 %数组 a 的每一个元素求平方ans = 1 4 9 16 25 a.*b %数组 a 的每一个元素乘以对应的数组b 的元素ans = 3 10 21 36 55 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 18 页 - - - - - - - - - 例 14：计算sin(),2, 1,02kk的值。解： Matlab 命令为x=-pi:pi/2:pi; %定义自变量x y=sin(x) %求自变量 x 的每一个元素对应的正弦值y = -0.0000 -1.0000 0 1.0000 0.0000 八、 M文件M文件有两种形式： 命令文件和M函数文件。 它们都是由若干MATLAB 语句或命令组成的文件。两种文件的扩展名都是 .m。要注意的是M文件名一定以字母开头，而且最好不要与内置函数重名。在 M文件中，当表达式后面接分号时，表达式的计算结果虽不显示但中间结果仍保存在内存中。若程序为命令文件，则程序执行完以后，中间变量仍予以保留；若程序为函数文件，则程序执行完以后，中间变量被全部删除。文件的操作为叙述方便，用记号“主菜单名| 子菜单名 |.”来指示子菜单。例如File|set path 表示单击file主菜单后再选择其中的子菜单set path。 MATLAB 对文件的打开、 关闭和保存等操作与Word完全类似， 在此不再说明。 在 MATLAB 中新建 M文件的操作是在命令窗口中选择File|New|M-File （见图 2.3 ） ，然后用鼠标单击M-File ，可以打开 MATLAB 自带的“ M函数与 M文件编辑器”（见图 2.4 ） ，用户就可以在此编辑窗口来编辑一个新的M文件了。 MATLAB自带的 M函数与 M文件编辑器还可以用来对已经存在的M文件进行编辑、存储、修改和读取。图 2.3 新建 M文件名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 18 页 - - - - - - - - - 图 2. M 函数与 M文件编辑器 ( 编辑窗口 ) 命令文件命令文件的一般形式为： .m 如 a1.m, pp.m等都是合法的M文件名。M文件有两种运行方式： 一是在命令窗口直接写文件名，按 Enter 键; 二是在编辑窗口打开菜单Tools ，再单击 Run。M文件保存的路径一定要在搜索路径上, 否则 M文件不能运行。 以下例题中如果不做特别说明，都是以第一种方式运行的。例 15：用M 命令文件画出衰减振荡曲线teyt3sin3及其它的包络线30tey。t的取值范围是4,0。解：步骤： 1.打开 MATLAB 命令窗口，单击File|New|Mfile( 见图 2-3) 打开编辑窗口； 2.在编辑窗口逐行写下列语句；t=0:pi/50:4*pi; y0=exp(-t/3); y=exp(-t/3).*sin(3*t); plot(t,y,-r,t,y0,:b,t,-y0,:b) 3. 保存 M文件，并且保存在搜索路径上，文件名为a1.m; 4. 运行 M文件。在命令窗口写a1, 并按 Enter 键， 或者在编辑窗口打开菜单 Tools ， 在选择 Run 。图 2.5 衰减振荡曲线与包络 M函数文件M函数文件的一般形式为： function =() M函数文件可以有多个因变量和多个自变量，当有多个因变量时用 括起来。为了更好的理解函数文件，请看下例：例 16：设可逆方阵为A，编写同时求,12AAAA的 M函数文件。解：步骤： 1.打开 MATLAB 命令窗口，单击File|New|Mfile(见图 2-3) 打开编辑窗口； 2.在编辑窗口逐行写下列语句；function da,a2,inva,traa=comp4(x) %M 函数文件 comp4.m同时求矩阵 x 的四个值%da为矩阵 x 的行列式%a2为矩阵 x 的平方%inva 为矩阵 x 的逆矩阵%traa 为矩阵 x 的转置da=det(x) a2=x2 inva=inv(x) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 18 页 - - - - - - - - - traa=x3. 保存 M函数文件，并且保存在搜索路径上，文件名为comp4.m; 4 命令窗口执行下列语句：A=1,2;5,8；% 输入矩阵 A。comp4(A) % 调用 comp4.m函数计算矩阵A 的,12AAAA。da = -2 a2 = 11 18 45 74 inva = -4.0000 1.0000 2.5000 -0.5000 traa = 1 5 2 8 九、程序设计语句for循环for循环的语句为：for i=表达式可执行语句1 ,. 可执行语句n end说明： （1）表达式是一个向量，可以是m:n，m:s:n ，也可以是字符串、字符串矩阵等。(2) for循环的循环体中，可以多次嵌套for 和其它的结构体。例 17：利用 for 循环求 1 100 的整数之和。解:(1). 建立命令文件exam1.m 。% 利用 for循环求 1100 的整数之和sum=0; for i=1:100 sum=sum+i; end sum (2) 执行命令文件exam1.m 。exam1 sum = 5050 例 18：利用 for 循环找出 100200 之间的所有素数。解: (1).建立命令文件exam2.m 。 %利用 for循环找出 100200 之间的所有素数 disp(100200 之间的所有素数为：) for m=100:200 k=fix(sqrt(m); % 求 m的算术平方根然后取整. for i=2:k+1 if rem(m,i)=0 %求整数 m与 i 的余数 break; end end if i=k+1 disp(int2str(m) % 以字符串的形式显示素数. end end (2) 执行命令文件exam2.m。exam2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 18 页 - - - - - - - - - 101 103 107 109 113 127 131 137 139 149 151 157 163 167 173 179 181 191 193 197 199 说明 :break语句能在 for 循环和 while 循环中退出循环，继续执行循环后面的命令。while 循环while 循环的语句为：while 表达式循环体语句end说明：表达式一般是由逻辑运算和关系运算以及一般的运算组成的表达式，以判断循环要继续进行还是要停止循环。只要表达式的值非零，即为逻辑为“真“，程序就继续循环，只要表达式的值为零就停止循环。例 19：利用 while 循环来计算1!+2!+50！的值。解: (1).建立命令文件exam3.m %利用 while 循环来计算1!+2!+.+50！的值sum=0; i=1; while i51 prd=1; j=1; while j=i prd=prd*j; j=j+1; end sum=sum+prd; i=i+1; end disp( 1!+2!+.+50！的和为： ) sum (2) 执行命令文件exam3.m。 exam31!+2!+.+50！的和为：sum = 2.5613e+018 if-else-end分支此分支结构有3 种形式：（1）if 表达式执行语句 end 功能 : 如果表达式的值为真, 就执行语句 , 否则执行 end 后面的语句 . （2）if 表达式执行语句 1 else 执行语句 2 end 功能 : 如果表达式的值为真, 就执行语句1, 否则执行语句2. （3）if 表达式 1 执行语句 1 elseif 表达式 2 执行语句 2 else 语句 n end功能 : 如果表达式 1 的值为真 , 就执行语句1, 然后跳出 if执行语句 ; 否则判断表达式2, 如果表达式2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 18 页 - - - - - - - - - 的值为真 , 就执行语句2, 然后跳出if执行语句 . 否则依此类推 , 一直进行下去 . 如果所有的表达式的值都为假,就执行 end 后面的语句 . 例 19：编一函数计算函数值：30lnsin3010113101121)(xxxxxxxxxxf解: (1). 建立 M函数文件 yx.m。function y=yx(x) if x=1 & x10 & x=30 y=3*x-11 else y=sin(x)+log(x) end (2). 调用 M函数文件计算)10(),30(),2(),2.0(ffff。result=yx(0.2),yx(2),yx(30),yx(10*pi)result = 0.2000 3.0000 79.0000 3.4473 switch-case-end分支Switch 语句的形式为： switch 表达式 case 常量表达式1 语句块 1 case 常量表达式2 语句块 2 case 常量表达式n，常量表达式n+1，, 语句块 n otherwise 语句块 n+1 end 功能： switch语句后面的表达式可以为任何类型；每个case 后面的常量表达式可以是多个，也可以是不同类型；与if语句不同的是，各个case 和 otherwise 语句出现的先后顺序不会影响程序运行的结果。例 20: 编一个转换成绩等级的函数文件，其中成绩等级转换标准为考试成绩分数在90 ，100 分显示优秀；在80 ，90)分显示良好；在60 ，80) 分显示及格；在 0 ，60)分显示不及格。解:(1).建立 M函数文件 ff.m function result=ff(x) n=fix(x/10); switch n case 9,10 disp(优秀 ) case 8 disp(良好 ) case 6,7 disp(及格 ) otherwise disp(不及格 ) end (2).调用 M函数文件判断99 分,56 分,72 分各属于哪个范围. 。ff(99) 优秀名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 18 页 - - - - - - - - - ff(56) 不及格ff(72) 及格十、 Matlab绘图1plot(y) 功能 : 画一条或多条折线图。其中y 是数值向量或数值矩阵。说明：当y 是数值向量时， plot(y)在坐标系中顺序的用直线段连接顶点（i,y(i)）画出一条折线图; 当 y是数值矩阵时， Matlab 为矩阵的每一列画出一条折线，绘图时，以矩阵y 每列元素的相应行下标值为横坐标，以 y 的元素为纵坐标绘制的连线图。例 21：画出向量 1,3,2,9,0.5折线图。解:MATLAB命令为 y=1,3,2,9,0.5; plot(y) 123450510图 2.6 向量式图形2. plot(x,y)功能 : 画一条或多条折线图。其中x 可以是长度为n 的数值向量或是n m的数值矩阵， y 也可以是长度为n的数值向量或是n m的数值矩阵。说明：当 x ,y 都是长度为n 的数值向量时， plot(x,y)在坐标系中顺序的用直线段连接顶点（x(i),y(i)）画出一条折线图 ; 当 x 是长度为 n 的数值向量且y 是 n m的数值矩阵时， plot(x,y)用向量 x 分别与矩阵y 的每一列匹配 , 在同一坐标系中绘出m条不同颜色的折线图; 当 x 和 y 都是 n m的数值矩阵时， plot(x,y)分别用矩阵x 的第 i 列与矩阵 y 的第 i 列匹配 , 在同一坐标系中绘出 m条不同颜色的折线图。注: plot(x,y)命令可以用来画通常的函数f(x) 图形 , 此时向量 x 常用命令 x=a:h:b的形式获得f(x) 函数在绘图区间 a,b上的自变量点向量数据, 对应的函数向量值取为y= f(x)。步长 h 可以任意选取，一般, 步长越小 , 曲线越光滑 , 但是步长太小 , 会增加计算量 , 运算速度要降低。通常步长h 取为 0.1 可以达到较好的绘图效果。如果想在图形中标出网格线，用命令：plot(x,y)，grid on即可。例 22：画出函数y = sin x2在-5 x 5 的图形。解: Matlab 命令 : x=-5:.1:5;% 取绘图横坐标向量点xy=sin(x.2); plot(x,y),grid on-505-1-0.500.51图 2.7 曲线 y=sinx2 例 23：画出椭圆1252222yx的曲线图。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 18 页 - - - - - - - - - 解: 对于这种情形，首先把它写成参数方程)20(sin2cos5ttytx。Matlab 命令 : t=0:pi/50:2*pi; x=5*cos(t); y=2*sin(t); plot(x,y) ,grid on -505-2-1012椭图 2.8 椭圆3. plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3, ) 功能 : 在同一图形窗口画出多条不同颜色曲线，曲线关系为.),3(3),2(2),1(1xfyxfyxfy。例 24：在同一图形窗口画出三个函数y = cos 2x ,y = x 2 ,y = x的图形 ,-2 x 2 。解:Matlab命令：x=-2:.1:2; plot(x,cos(2*x),x,x.2,x,x) legend(cos(2x),x2,x) -2-1012-2024cos(2x)x2x图 2.9 例 5 的绘图结果4ezplot(F,xmin,xmax) 功能 : 画出符号函数F 在区间 xmin,xmax 内的图像说明 : F 是只含有一个变量的函数。如果区间xmin,xmax 缺省 , 默认区间为-2pi,2pi 例 25：绘制teyt23cos322在*4,0pi间的图形。Matlab 命令： syms t ezplot(2/3*exp(-t/2)*cos(3/2*t),0,4*pi) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 18 页 - - - - - - - - - 图 2.10 符号函数的图形5二维特殊图形除了 plot指令外， Matlab 还提供了许多其它的二维绘图指令，这些指令大大扩充了Matlab 的曲线作图指令，可以满足用户的不同需要。表 2.4 绘制二维图形的指令函数名称功能函数名称功能bar 直方图loglog 双对数曲线barh 垂直的直方图semilogx x 轴对数坐标曲线bar3 三维直方图semilogy y 轴对数坐标曲线bar3h 垂直的三维直方图polar 极坐标曲线hist 统计直方图stairs 阶梯图pie 饼图stem 火柴棍图pie3 三维饼图pcolor 伪彩图fplot 数值函数二维曲线area 面积图ezplot 符号函数二维曲线errorbar 误差棒棒图gplot 绘拓扑图quiver 矢量场图fill 平面多边形填色ribbon 代状图例 26：练习指令bar,stairs,pie,pie3,stem,area. 解:Matlab命令：x=1:5; subplot(2,3,1),bar(x),title(直方图 ) subplot(2,3,2),stairs(x),title(阶梯图 ) subplot(2,3,3),stem(x,rp),title(火柴棍图 ) subplot(2,3,4),pie(x),title(饼图 ) subplot(2,3,5),pie3(x),title(三维饼图 ) subplot(2,3,6),area(x),title(面积图 ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 18 页 - - - - - - - - - 图 2.11 一些二维特殊图形6. 三维网格命令mesh 由函数 meshgrid 生成格点矩阵后，就可以求出各格点对应的函数值，然后利用三维网格命令mesh与三维表面命令surf画出空间曲面。函数mesh用来生成函数的网格曲面。函数mesh 有如下三种形式：mesh(X,Y,Z) X,Y,Z 是同维数的矩阵mesh(x,y,Z) x,y 是向量，而 Z 是矩阵。等价于),(),(,ZYXmeshyxmeshgridYXmesh(Z) 若提供参数x,y, 等价于 mesh(x,y,Z),否则默认 x=1:n,y=1:m,其中nmZ例 27：画出函数)sinsin(yxz在-3 x ,y 3 及222yxz在-10 x,y 10 上的图形。解:(1) 建立命令文件me.m% 函数 z=sin(x+siny)t1=-3:.1:3; x1,y1=meshgrid(t1); % 生成格点矩阵z1=sin(x1+sin(y1); % 计算格点处的函数值subplot(1,2,1),mesh(x1,y1,z1),title(sin(x+siny) % 马鞍面 z=x2-2y2 t2=-10:.3:10; x2,y2=meshgrid(t2);z2=x2.2-2*y2.2; subplot(1,2,2),mesh(x2,y2,z2),title(马鞍面 ) (2) 执行命令文件me.m me 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 18 页 - - - - - - - - - 图 2.12 函数 z = sin (x+sin y)与马鞍面的网格图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 18 页 - - - - - - - - -