MATLAB作图及其数学模型的求解课件.ppt

1、后勤工程学院数学教研室数学建模与数学实验数学建模与数学实验后勤工程学院数学教研室 MATLAB作图作图二维图形二维图形三维图形三维图形图形处理图形处理实例实例作业作业特殊二、三维图形特殊二、三维图形 Matlab作图是通过描点、连线来实现的，故在画一个曲线图形之前，必须先取得该图形上的一系列的点的坐标（即横坐标和纵坐标），然后将该点集的坐标传给Matlab函数画图.命令为：PLOT(X,Y,S)PLOT(X,Y)-画实线PLOT(X,Y1,S1,X,Y2,S2,X,Yn,Sn)-将多条线画在一起X,Y是向量,分别表示点集的横坐标和纵坐标线型1.曲线图曲线图表1 基本线型和颜色符号符号颜色颜色符

2、号符号线型线型y y黄色黄色.点点mm紫红紫红0 0圆圈圆圈c c青色青色x xx x标记标记r r红色红色+加号加号g g绿色绿色*星号星号b b兰色兰色-实线实线w w白色白色:点线点线k k黑色黑色-.-.点划线点划线-虚线虚线例例 在0,2*pi用红线画sin(x),用绿圈画cos(x).x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y,r,x,z,g0)解解Matlab liti12.符号函数符号函数(显函数、隐函数和参数方程显函数、隐函数和参数方程)画图画图(1)ezplotezplot(x(t),y(t),tmin,tmax)表示在

3、区间tminttmax绘制参数方程 x=x(t),y=y(t)的函数图ezplot(f(x),a,b)表示在axb绘制显函数f=f(x)的函数图ezplot(f(x,y),xmin,xmax,ymin,ymax)表示在区间xminxxmax和 yminy6|abs(Y)6);%确定超出-6.6范围的各点下标ZZ(ii)=zeros(size(ii);%强制为0surf(X,Y,ZZ),shading interp;colormap(copper)light(position,0,-15,1);lighting phongmaterial(0.8,0.8,0.5,10,0.5)例：表面切面程序如

4、下观看执行的效果P=peaks(30);%从Matlab提供的双变量正态分布曲面获取数据P(18:20,9:15)=NaN;%为镂空赋值surfc(P);%带等位线的曲面图colormap(hot)light(position,50,-10,5)material(0.9,0.9,0.6,15,0.4)grid off,box on 例：利用“非数”NaN，对图形进行镂空处理程序如下观看执行的效果clfx,y=meshgrid(-5:0.1:5);%产生二维点格阵z=cos(x).*cos(y).*exp(-sqrt(x.2+y.2)/4);surf(x,y,z);shading interp;

5、pause(5);i=find(x=0&y=0);z1=z;zl(i)=NaN;surf(x,y,z1);shading interp;例：图形函数 4/22coscosyxyexz（1）绘制三维曲面图，并进行插值着色处理（2）裁掉图中x和y都小于0的部分clfx,y,z=meshgrid(-2:.2:2,-2:.25:2,-2:.16:2);%产生三维点格阵v=x.*exp(-x.2-y.2-z.2);xs=-0.7,0.7;ys=0;zs=0;%确定切片位置slice(x,y,z,v,xs,ys,zs)%产生切片图colorbarshading interpcolormap hsvxlab

6、el(x),ylabel(y),zlabel(z)title(The color-to-v(x,y,z)mapping)view(-22,39)alpha(0.3)例：图形函数 222zyxxev程序如下观看执行的效果特殊二、三维图形特殊二、三维图形1、特殊的二维图形函数特殊的二维图形函数2、特殊的三维图形函数特殊的三维图形函数返回特殊的二维图形函数特殊的二维图形函数1、极坐标图：、极坐标图：polar(theta,rho,s)用角度theta（弧度表示）和极半径rho作极坐标图，用s指定线型。例的极坐标图形。2cos2sinr解：theta=linspace(0,2*pi),rho=sin(

7、2*theta).*cos(2*theta);polar(theta,rho,g)title(Polar plot of sin(2*theta).*cos(2*theta);Matlab liti15 2、散点图散点图:scatter（X,Y,S,C）在向量X和Y的指定位置显示彩色圈X和Y必须大小相同解解 输入命令：load seamount scatter(x,y,5,z)Matlab liti29 3、平面等值线图：平面等值线图：contour(x,y,z,n)绘制n个等值线的二维等值线图解解 输入命令：X,Y=meshgeid(-2:.2:2,-2:.2:3);Z=X.*exp(-X.

8、2-Y.2);C,h=contour(X,Y,Z);clabel(C,h)colormap coolMatlab liti34 例例 绘制seamount散点图例例 在范围-2x2,-2y3 内绘22yxxez的等值线图返回特殊的三维图形函数特殊的三维图形函数1、空间等值线图：、空间等值线图：contour 3(x,y,z,n)其中n表示等值线数。例例 山峰的三维和二维等值线图。解 x,y,z=peaks;subplot(1,2,1)contour3(x,y,z,16,s)grid,xlabel(x-axis),ylabel(y-axis)zlabel(z-axis)title(contour

9、3 of peaks);subplot(1,2,2)contour(x,y,z,16,s)grid,xlabel(x-axis),ylabel(y-axis)title(contour of peaks);Matlab liti18 3、三维散点图三维散点图 scatter3（X,Y,Z,S,C）在向量X,Y和Z指定的位置上显示彩色圆圈.向量X,Y和Z的大小必须相同.解解 输入命令:x,y,z=sphere(16);X=x(:)*.5 x(:)*.75 x(:);Y=y(:)*.5 y(:)*.75 y(:);Z=z(:)*.5 z(:)*.75 z(:);S=repmat(1.75.5*10

10、,prod(size(x),1);C=repmat(1 2 3,prod(size(x),1);scatter3(X(:),Y(:),Z(:),S(:),C(:),filled),view(-60,60)例例 绘制三维散点图。Matlab liti32 返回绘制山区地貌图绘制山区地貌图 要在某山区方圆大约27平方公里范围内修建一条公路，从山脚出发经过一个居民区，再到达一个矿区。横向纵向分别每隔400米测量一次，得到一些地点的高程：(平面区域0=x=5600,0=y=4800)，需作出该山区的地貌图和等高线图。36003200280024002000160012001480 1500 1550

11、1510 1430 1300 1200 9801500 1550 1600 1550 1600 1600 1600 15501500 1200 1100 1550 1600 1550 1380 10701500 1200 1100 1350 1450 1200 1150 10101390 1500 1500 1400 900 1100 1060 9501320 1450 1420 1400 1300 700 900 8501130 1250 1280 1230 1040 900 500 700Y/x1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000返回解解 x=0:

12、400:5600;y=0:400:4800;z=370 470 550 600 670 690 670 620 580 450 400 300 100 150 250;.510 620 730 800 850 870 850 780 720 650 500 200 300 350 320;.650 760 880 970 1020 1050 1020 830 900 700 300 500 550 480 350;.740 880 1080 1130 1250 1280 1230 1040 900 500 700 780 750 650 550;.830 980 1180 1320 1450

13、1420 1400 1300 700 900 850 840 380 780 750;.880 1060 1230 1390 1500 1500 1400 900 1100 1060 950 870 900 930 950;.910 1090 1270 1500 1200 1100 1350 1450 1200 1150 1010 880 1000 1050 1100;.950 1190 1370 1500 1200 1100 1550 1600 1550 1380 1070 900 1050 1150 1200;.1430 1430 1460 1500 1550 1600 1550 1600

14、 1600 1600 1550 1500 1500 1550 1550;.1420 1430 1450 1480 1500 1550 1510 1430 1300 1200 980 850 750 550 500;.1380 1410 1430 1450 1470 1320 1280 1200 1080 940 780 620 460 370 350;.1370 1390 1410 1430 1440 1140 1110 1050 950 820 690 540 380 300 210;.1350 1370 1390 1400 1410 960 940 880 800 690 570 430 290 210 150;meshz(x,y,z),rotate3dxlabel(X),ylabel(Y),zlabel(Z)pausefigure(2)contour(x,y,z)pausefigure(3)contour3(x,y,z)返回返回实验作业实验作业1、在同一平面中的两个窗口分别画出心形线和马鞍面。要求：1、在图形上加格栅、图例和标注2、定制坐标3、以不同角度观察马鞍面2、以不同的视角观察球面 和 圆柱面 所围区域。2222rzyxrxyx22