matlab实验五

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1、实验五　曲面绘图【实验目的】1．了解二元函数图形的制作。2．空间曲面等高线的制作。3．学习掌握MATLAB软件有关的命令。【实验内容】画出函数的图形,并画出其等高线。【实验准备】1．曲线绘图的MATLAB命令MATLAB中主要用mesh,surf命令绘制二元函数图形。mesh(x,y,z)画网格曲面，这里x,y,z是三个数据矩阵，分别表示数据点的横坐标，纵坐标和函数值，该命令将数据点在空间中描出,并连成网格。surf(x,y,z)画完整曲面,这里x,y,z是三个数据矩阵，分别表示数据点的横坐标，纵坐标和函数值，该命令将数据点所表示

2、曲面画出。可以用helpmesh,helpsurf查阅有关这些命令的详细信息【实验方法与步骤】练习1画出函数的图形,不妨将区域限制在。用MATLAB作图的程序代码为：>>clear;>>x=-3:0.1:3;%x的范围为[-3,3]20>>y=-3:0.1:3;%y的范围为[-3,3]>>[X,Y]=meshgrid(x,y);%将向量x,y指定的区域转化为矩阵X,Y>>Z=sqrt(X.^2+Y.^2);%产生函数值Z>>mesh(X,Y,Z)结果如图5.1。图5.1是网格线图,如果要画完整的曲面图,只需将上述的MATLAB代码

3、mesh(X,Y,Z)改为surf(X,Y,Z),结果如图5.2图5.1锥面图5.2锥面要画等高线,需用contour,contour3命令.其中contour为二维等高线,contour3为三维等高线,如画图5.1的三维等高线,MATLAB代码为：>>clear;>>x=-3:0.1:3;>>y=-3:0.1:3;>>[X,Y]=meshgrid(x,y);>>Z=sqrt(X.^2+Y.^2);>>contour3(X,Y,Z,10)%画10条等高线20>>xlabel('X-axis'),ylabel('Y-axis'),z

4、label('Z-axis')%三个坐标轴的标记>>title('Contour3ofSurface')%标题>>gridon%画网格线结果如图5.3.图5.3等高线如画图5.1的二维等高线,MATLAB代码为：>>clear;x=-3:0.1:3;y=-3:0.1:3;>>[X,Y]=meshgrid(x,y);Z=sqrt(X.^2+Y.^2);>>contour(X,Y,Z,10)>>xlabel('X-axis'),ylabel('Y-axis')>>title('ContourofSurface')>>gridon结果如

5、图5.4.20图5.4等高线如果要画的等高线，则用命令>>clear;x=-3:0.1:3;y=-3:0.1:3;>>[X,Y]=meshgrid(x,y);Z=sqrt(X.^2+Y.^2);>>contour(X,Y,Z,[11])结果如图5.5。图5.5等高线练习1中，函数值可简单算出。在有些情况下，函数值20不能简单算出。这是因为x和y的值可能是非均匀间隔的甚至是随机分布的，也可能使用了不同的坐标系，比如非长方形的网。出现这些情况时,MATLAB中的函数griddata就用来产生经查值后的均匀间隔数据以作图。练习２二次曲面

6、的方程如下讨论参数对其形状的影响。本练习的关键在于如何作出三维曲面图形，特别注意在给定值求时，若有开方运算，一是会出现虚数，二是对实数也有正负两个解。为了使虚数不出现在绘图中，采用了一种技巧，就是将虚数都换成非数(NaN).MATLAB代码为：>>a=input('a=');b=input('b=');c=input('c=');>>d=input('d=');N=input('N=');%输入参数，N为网格线数目>>xgrid=linspace(-abs(a),abs(a),N);%建立x网格坐标>>ygrid=linspace

7、(-abs(b),abs(b),N);%建立y网格坐标>>[x,y]=meshgrid(xgrid,ygrid);%确定个点的x,y网格坐标>>z=c*sqrt(d-y.*y/b^2-x.*x/a^2);u=1;%u=1，表示z要取正值>>z1=real(z);%取z的实部z1>>fork=2:N-1%以下7行程序的作用是取消z中含虚数的点>>forj=2:N-1ifimag(z(k,j))~=0z1(k,j)=0;endifall(imag(z([k-1:k+1],[j-1:j+1])))~=0za(k,j)=NaN;enden

8、dend20>>surf(x,y,z1),holdon%画空间曲面>>ifu==1z2=-z1;surf(x,y,z2);%u=1时加画负半面axis([-abs(a),abs(a),-abs(b),abs(b),-abs(c),abs(c)]);