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1、第三章数据与函数的作图本章导读作图功能是MATLAB的特长之一，MATLAB提供高端和低端作图命令，我们可以非常方便地将数据绘制成二维、三维的图形，而高端命令可以让我们随心所欲地画出各种函数图形。作图分为两大类，一类是数据作图，如给定数组x，y作数据的图形。一类是给一个函数直接作图，如做的图形。事实上图形正在演变成一种语言，它可以用更直观的形式展示问题的内涵。在数学建模竞赛中，我们的论文广泛使用图文并茂的形式，可以更好地说明解决问题的思路。特别是在国际数学建模竞赛MCM、ICM中，由于中国学生的语言表达能力，
2、特别是书面表达能力不如以英语为母语的美国、英国、澳大利亚的等国家，因此在论文中多插图形往往可以收到事半功倍的效果。MATLAB作图功能十分强大，在三维作图中甚至物体在视角、光线以及材质上都能反映出来。我们将介绍图形的基本概念，以及用构架数组描述图形的机理，一些基本的命令和方法，其他命令可以举一反三。在本章的后半部分介绍图形界面的产生，可视化方法产生图形界面的方法。利用可视化界面可以让我们构造一个实验环境，对研究和探讨问题有一定的帮助。3.1作图命令的搜索在界面上点击help功能，然后进行plot关键字的搜索见
3、图3.1.1在这里列出了几乎所有和plot有关的图形命令，单击任何你需要的命令，在右边的窗口中可以看到该命令的语法、使用方法和一些示例。例如打开plot，下面的例子初步展示MATLAB作离散图和连续图的例子。【例3.1.1】打开plot，我们可以看到有关plot的语法说明，实例等。见图根据帮助功能我们就可以方便地编程，例如作函数的图形，这里用数据作图。x=-pi:pi/10:pi;%产生自变量数组x~（-pi，pi）y=tan(sin(x))-sin(tan(x));%产生相应因变量点的数组yplot(x,y
4、,'--rs','LineWidth',2,'MarkerEdgeColor','k',...'MarkerFaceColor','g',...'MarkerSize',10)%作数据x,y的图形，并定义线的颜色、点的形状等。【例3.1.2】用图形表示连续调制波形。t1=(0:11)/11*pi;%产生12个自变量的点y1=sin(t1).*sin(9*t1);t2=(0:100)/100*pi;产生101个自变量的点y2=sin(t2).*sin(9*t2);subplot(2,2,1),plot(t1,y
5、1,'r.'),axis([0,pi,-1,1]),title('子图(1)')subplot(2,2,2),plot(t2,y2,'r.'),axis([0,pi,-1,1]),title('子图(2)')subplot(2,2,3),plot(t1,y1,t1,y1,'r.')axis([0,pi,-1,1]),title('子图(3)')subplot(2,2,4),plot(t2,y2),axis([0,pi,-1,1])title('子图(4)')【例3.1.4】用曲面图表现函数。首先取x，y轴的点
6、，利用meshgrid命令产生x-y平面的网格点，在每个网格点上计算函数的值。x=-4:4;y=x;[X,Y]=meshgrid(x,y);%生成x-y坐标网格点矩阵Z=X.^2+Y.^2;%计算格点上的函数值surf(X,Y,Z);holdon,colormap(hot)stem3(X,Y,Z,'bo')%用来表现在格点上计算函数值3.2图形基本概念和图形设置命令3.2.1图形基本概念图形事实上是我们使用计算机命令在计算机屏幕（root）上绘制的各种对象（object）的组合，这些对象包括图形显示框及其子对
7、象，如各种菜单、各种工具图标和正方形的空白绘图显示区，以及在这个区域中用plot、surf等命令作出的图形对象、颜色对象、光线对象、注释对象等等。众多的对象组成的有机体形成了特色鲜明的计算机图形。下面我们列出主要的对象及其注释，见表3.2.1对象是分层次的，在一个图形中有父对象、子对象、兄妹对象等。如Root是Fiugre的父对象，Image是Figure的孙对象，而Axes和Uicontrol等是同辈对象。此图形结构可以用构架数组来表示，如MATLAB特有的句柄构架数组（handlestructure）。典
8、型的层次见图3.2.1在一个图形中除了图形本身外还有各种修饰命令，例如图形的标题、坐标的名称、线条的颜色和粗细，在三维图形中还要考虑立体光线等等。合理地使用这些修饰命令将使我们的图形更好看，更具说服力。下例是由多个对象组成的图形。3.2.2图形各目标的设置命令set和信息传递命令get当我们用高端作图命令如plot、surf进行作图时，实际是调用个图形的构架数组。包括图形框架、菜单、工具图标、坐标、
