Matlab的有关知识与操作2.doc

《Matlab的有关知识与操作2.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Matlab的有关知识与操作2.doc（20页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、实验项目1: Matlab的有关知识与操作、实验目的1、会安装、启动、退出 Matlab系统2、熟悉Matlab软件环境，对向量、数组和矩阵处理的基本方法3 、会使用Matlab作图4、会简单编程和m文件的使用 二、实验要求熟悉Matlab系统的运行环境、掌握该系统的一些基本符号运算与数值计算, 掌握Matlab函数的定义及Matlab的作图的一些基本命令；能独立地运用命令作 图并学会循环、选择控制结构编程调试。三、实验内容1 二维图形的绘制plot(y)当y为向量时，是以y的分量为纵坐标，以元素序号为横坐标，用直线 依次连接数据点，绘制曲线。若y为实矩阵，贝U按列绘制每列对应的曲线，图中 曲

2、线数等于矩阵的列数。 y=00.58 0.70 0.95 0.83 0.25; Plot(y)生成的图形见图5-1,是以序号1,2,，6为横坐标、数组y的数值为纵坐标画出的 折线 plot(x,y) 若 y和 x为同维向量，贝U以 x为横坐标，y 为纵坐标绘制连线图 x=li nspace(0,2*pi,30);% 请同学讲解此语句的意思 y=si n( x); plot(x,y)只需多给出几个数组，例如图5-1生成的图形见图5-2,是0,2：上30个点连成的光滑的正弦曲线多重线在同一个画面上可以画许多条曲线, x=0:pi/15:2*pi; y1=si n( x); y2=cos(x); p

3、lot(x,y1,x,y2)则可以画出图5-3。多重线的另一种画法是利用hold命令。在已经画好的图形上，若设置hold on, MATLA将把新的plot命令产生的图形画在原来的图形上。而命令 hold off将结 束这个过程。例如： x=li nspace(0,2*pi,30);y=s in (x);plot(x,y)先画好图5-2,然后用下述命令增加cos(x)的图形，也可得到图5-3。 hold on z=cos(x);plot(x,z) hold off%注意hold on与hold off的配对使用101234567图5-3线型和颜色-波折线。o 小圆 pen tagram w白；

4、 k黑； m线型 线方式：-实线：点线 -.虚点线 数据点图标：.圆点 +加号*星号 x x形(五角星)。颜色： y黄；r红；g绿；b蓝； 紫；c青.plot(x,y, color lin estyle marker)其中，color linestyle marker为一个字符串，由颜色、线型和数据点图标组成。网格和标记在一个图形上可以加网格、标题、x轴标记、y轴标记，用下列命令完成这 些工作。 x=li nspace(0,2*pi,30); y=s in( x); z=cos(x); plot(x,y,x,z) grid%加网格 xlabel (Independent Variable X)

5、%加 x 轴标记 ylabel (Dependent Variables Y and Z)%加 y 轴标记 title (Si ne and Cosi ne Curves)% 加标题它们产生图5-4：sin(x)cos(x)1123Independent Variable X8 6 o o宀22 4 6 8 Vo 0 0 0 0 zduaYseKDMRavuneoneD&u图5-4也可以在图形的任何位置加上一个字符串，如用： text (2.5,0.7,si nx)表示在坐标x=2.5, y=0.7处加上字符串sinx。更方便的是用鼠标来确定字符串的位置，方法是输入命令： gtext (cos

6、x)在图形窗口十字线的交点是字符串的位置，用鼠标点一下就可以将字符串放在那 里。坐标系的控制axis(xmin xmax ymin ymax)中分别给出x轴和y轴的最大值、最小值axis equal或 axis( equal ) x轴和y轴的单位长度相同axis square 或 axis( square )图框呈方形axis off 或 axis( off )清除坐标刻度多幅图形可以在同一个画面上建立几个坐标系,用subplot (m,n,p)命令；把一个画面 分成mxn个图形区域,p代表当前的区域号，在每个区域中分别画一个图，如 x=li nspace(0,2*pi,30);y=s in(

7、 x);z=cos(x); u=2*s in( x).*cos(x);v=s in( x)./cos(x);title(sin(x)%分成 2 subplot(2,2,1), plot(x,y), axis(0 2*pi -1 1), X 2个区域 subplot(2,2,2), plot(x,z), axis(0 2*pi -1 1), title(cos(x)subplot(2,2,3),plot(x,u),axis(0 2*pi -11),title(2sin (x)cos(x) subplot(2,2,4), plot(x,v), axis(0 2*pi -20 20), title(

8、si n(x)/cos(x) 共得到4幅图形见图5-6.2*sin(x)cos(x)图5-62三维图形三维曲线与等高线plot3是空间曲线作图函数,用法类似于plot。例 作螺旋线 x=sint, y=cost, z=t用以下程序实现： t=0:pi/50:10*pi; plot3 (si n(t),cos(t),t)con tour画出曲面等高线在 XY平面的投影，con tour3画出曲面在三维空间 中的等高线，如对上图的曲面，在程序后接contour(X,Y,Z,10)即可得到10条等高线。Meshc( X,Y,Z)同时画出网状图与等高线，surfc(X,Y,Z)同时画出曲面图与 等咼线

9、。3 三维曲面mesh和surf是三度空间立体绘图的基本命令，mesh可画出立体网状图，surf 则可画出立体曲面图，两者产生的图形都会依高度而有不同颜色。例作曲面z=f(x,y)的图形sin x2 y2z, 一7.5 Ex 乞7.5, 7.5 乞 y 乞 7.5X y2用以下程序实现：x= -7.5:0.5:7.5; y=x;X,Y=meshgrid(x,y);%3维图形的X,Y数组R=sqrt(X.A2+Y .A2)+eps;%加eps是防止出现0/0Z=si n(R)./R;mesh(X,Y,Z);%3维网格表面将mesh命令改为surf： x= -7.5:0.5:7.5; y=x;X,

10、Y=meshgrid(x,y);R=sqrt(X42+Y.A2)+eps;Z=si n(R)./R;subplot(1,2,1); mesh(X,Y,Z);subplot(1,2,2); surf(X,Y,Z); %3 维立体曲面图4其它较有用的是给三维图形指定观察点的命令view(azi,ele), azi是方位角,ele是仰角缺省时 azi=37.50,ele=3O0.5、实验练习编程求解下面各题1、用作图法求：(1) : x2 =8g x(2) : 4is x x- 2= 0的近似解。2、作曲面z=x2-y2的图形。四、编写实验报告按所拿到的实验报告纸，认真填写各项，并总结出心得体会。安

11、徽师范大学数学计算机科学学院实验报告专业名称数学与应用数学实验室 实验楼2#201实验课程数学建模实验名称 Matlab入门姓 名 周晨学 号 100701191同组人员无实验日期2013年3月6日注：实验报告应包含(实验目的，实验原理，主要仪器设备和材料，实验过程和步骤，实 验原始数据记录和处理，实验结果和分析，成绩评定)等七项内容。具体内容可根据专业 特点和实验性质略作调整，页面不够可附页。、实验目的1会安装、启动、退出 Matlab系统2、熟悉Matlab软件环境，对向量、数组和矩阵处理的基本方法3、会使用Matlab作图4、 会简单编程和m文件的使用二、实验原理1二维图形的绘制plot

12、(y) 当y为向量时，是以 y的分量为纵坐标，以元素序号为横坐标，用直线依次连接 数据点，绘制曲线。若 y为实矩阵，则按列绘制每列对应的曲线，图中曲线数等于矩阵的列 数。 y=00.580.700.950.830.25; Plot(y)生成的图形见图5-1，是以序号1,2，,6为横坐标、数组y的数值为纵坐标画出的折线。 plot(x,y) 若y和 x为同维向量，则以 x为横坐标，y 为纵坐标绘制连线图。 x=li nspace(0,2*pi,30);%请同学讲解此语句的意思 y=si n( x); plot(x,y)生成的图形见图5-2，是0,2二上30个点连成的光滑的正弦曲线。图5-1多重线

13、在同一个画面上可以画许多条曲线，只需多给出几个数组，例如 x=0:pi/15:2*pi; y1=si n( x); y2=cos(x); plot(x,y1,x,y2)则可以画出图5-3。多重线的另一种画法是利用hold命令。在已经画好的图形上，若设置hold on , MA TLA将把新的plot命令产生的图形画在原来的图形上。而命令hold off将结束这个过程。例如： x=li nspace(0,2*pi,30);y=s in (x);plot(x,y)先画好图5-2，然后用下述命令增加cos(x)的图形，也可得到图 5-3。 hold on z=cos(x);plot(x,z) hol

14、d off%注意hold on与hold off的配对使用1 .图5-3线型和颜色线型 线方式：-实线 ：点线-.虚点线 -波折线。数据点图标：.圆点+加号 *星号 x x形 o小圆pentagram (五角星)颜色： y黄；r红；g绿； b蓝； w白； k黑； m紫；c青.plot(x,y, color lin estyle marker)其中，color linestyle marker为一个字符串，由颜色、线型和数据点图标组成。网格和标记在一个图形上可以加网格、标题、 x轴标记、y轴标记，用下列命令完成这些工作。 x=li nspace(0,2*pi,30);y=si n( x);z=c

15、os(x); plot(x,y,x,z) grid%加网格 xlabel(Independent Variable X)%加 x 轴标记 ylabel(Dependent Variables Y and Z)%加 y 轴标记 title (Si ne and Cosi ne Curves) % 加标题它们产生图5-4 :1Z aYSine and Cosine Curv图5-4也可以在图形的任何位置加上一个字符串，如用: text (2.5,0.7,si nx)表示在坐标x=2.5, y=0.7处加上字符串 sinx。 更方便的是用鼠标来确定字符串的位置，方法是输入命令: gtext (cos

16、x)在图形窗口十字线的交点是字符串的位置，用鼠标点一下就可以将字符串放在那里。 坐标系的控制axis(xmin xmax ymin ymax)中分别给出x轴和y轴的最大值、最小值axis equal或 axis( equal ) x轴和y轴的单位长度相同axis square 或 axis( square )图框呈方形axis off 或 axis( off ) 清除坐标刻度多幅图形可以在同一个画面上建立几个坐标系，用subplot (m,n,p)命令；把一个画面分成mXn个图形区域，p代表当前的区域号，在每个区域中分别画一个图，如 x=li nspace(0,2*pi,30);y=si n(

17、 x);z=cos(x); u=2*s in( x).*cos(x);v=s in( x)./cos(x); subplot(2,2,1), subplot(2,2,2), subplot(2,2,3), subplot(2,2,4),共得到4幅图形，见图5-6.plot(x,y), axis(0 2*pi -1 1),plot(x,z), axis(0 2*pi -1 1), plot(x,u), axis(0 2*pi -1 1), plot(x,v),axis(0 2*pi -20 20),title(sin(x)%分成 2 x 2 个区域title(cos(x)title(2s in

18、(x)cos(x)title(si n(x)/cos(x)sin(x)12*sin(x)cos(x)cos(x)sin(x)/cos(x)0.50-0.5-1图5-62三维图形三维曲线与等高线plot3是空间曲线作图函数，用法类似于plot。例 作螺旋线 x=si nt, y=cost, z=t用以下程序实现： t=0:pi/50:10*pi; plot3 (si n(t),cos(t),t)con tour画出曲面等高线在 XY平面的投影，con tour3画出曲面在三维空间中的等高线, 如对上图的曲面，在程序后接contour(X,Y ,Z,10)即可得到10条等高线。Meshc(X,Y,

19、Z )同时画出网状图与等高线，surfc(X,Y,Z)同时画出曲面图与等高线。3 三维曲面surf则可画出mesh和surf是三度空间立体绘图的基本命令，mesh可画出立体网状图,立体曲面图，两者产生的图形都会依高度而有不同颜色。例作曲面z=f(x,y)的图形-7.5 一 x _7.5, -7.5 _ y _ 7.5si nJ x2 + y2 z = px2 +y2用以下程序实现x= -7.5:0.5:7.5; y=x;X,Y=meshgrid(x,y);%3维图形的X,Y数组R=sqrt(X.A2+Y .A2)+eps;%力口 eps是防止出现0/0Z=si n(R)./R;mesh(X,Y

20、,Z);%3维网格表面将mesh命令改为surf:x= -7.5:0.5:7.5; y=x; X,Y=meshgrid(x,y);R=sqrt(X.A2+Y .A2)+eps;Z=si n( R)./R;subplot(1,2,1);mesh(X,Y,Z);subplot(1,2,2);surf(X,Y,Z);%3 维立体曲面图4其它较有用的是给三维图形指定观察点的命令view(azi,ele) , azi是方位角，ele是仰角.缺省时azi= 37.5, ele=30.三、主要仪器设备和材料计算机；Matlab软件;关于Matlab软件的书。四、实验过程和步骤1、用作图法求：2(1) : x

21、 =8logx(2) : 4 sin x - x - 2 = 0的近似解。解：(1)x=0.001:0.1:10y=x.A2-8*log(x);z=0;plot(x,y,x,z,-);x=-5:0.1:5y=4*si n(x)-x-2;z=0;plot(x,y,x,z,-);2 22、作曲面z = x - y的图形。 解：x=-10:0.1:10;y=x;x,y=meshgrid(x,y);z=x.A2-y.A2;mesh(x,y,z)五、实验结果1、(1)80706050403020X: 1.201Y: -0.02284X: 2.901Y: -0.1046100012345678910-1086420-2-4-6-10-4-3-2-12 -5-82、六、实验心得通过用Matlab作图可以从大量的数据堆或符号堆里直接看到直观的图形，更能感受到那些冰冷的数字或字符之间存在的关系，能化 抽象为具体。Matlab作图的功能对我们数学专业的学生太有帮助了, 对我们理解那些函数表达式有了更直观的图像，我们记忆会更深刻成绩评定：1、 根据实验情况和实验报告质量作出写事性评价2、 评分综合评分 折合成等级 指导教师签名：时间：年 月 日