Đồ họa 3d Matlab. Hướng dẫn minh họa trên MatLab

Đồ họa 3D của MATLAB rất tiên tiến và đa dạng, bản thân nó là một phần rất quan trọng của chương trình, nhưng chúng hiếm khi được sử dụng trong khóa học Tín hiệu và Hệ thống.

Một số lệnh vẽ đồ thị 3D

>> plot3 (…)% lập biểu đồ biểu diễn axonometric của bề mặt 3D

>> mesh (…)% xây dựng các bề mặt 3D với chỉ định

% màu

Ví dụ.

>> = meshgrid ([- 3: 0,1: 3]);

>> Z = X. ^ 2 + Y. ^ 2;

>> lưới (X, Y, Z)

Một ví dụ về vẽ biểu đồ hàm truyền của hệ thống bậc hai với hàm truyền
.

Zeros và các cực của hệ thống:

Meshgrid (-2: 0,01: 1, -2: 0,01: 2);

H = (s + 0) ./ ((s + 1). ^ 2 + 1);

lưới (x, y, abs (H))

Chương trình MatLab có một số công cụ để hiển thị đồ thị trong không gian ba chiều. Những vấn đề như vậy thường nảy sinh khi hiển thị đồ thị của các hàm thuộc loại này.

Trong trường hợp đơn giản nhất, để trực quan hóa một đồ thị theo các trục tọa độ ba chiều, hàm được sử dụng

mà, như hai đối số đầu tiên, lấy ma trận với tọa độ của các điểm dọc theo trục Ox và Oy tương ứng, và như đối số thứ ba, một ma trận các giá trị điểm dọc theo trục Oz được truyền. Xem xét hoạt động của hàm này bằng cách sử dụng ví dụ hiển thị đồ thị của hàm

,

tại .

Hãy lập ma trận X và Y lần lượt chứa tọa độ các điểm của đồ thị này dọc theo trục Ox và Oy. Các ma trận này là cần thiết để hàm plot3 () “biết” tọa độ thực nào tương ứng với điểm Z (i, j) của ma trận các giá trị dọc theo trục Oz. Để làm điều này, chỉ cần lấy các thành phần thứ i và thứ j của ma trận

Việc hình thành các ma trận X và Y có thể được thực hiện bằng cách sử dụng hàm

lưới (x, y);

Ngôn ngữ Matlab. Ở đây x và y là vectơ một chiều của các giá trị tọa độ dọc theo trục Ox và Oy, có thể được tạo thành

x = -1: 0,1: 1; % tọa độ của các điểm dọc theo trục Ox
y = -2: 0,1: 2; % tọa độ của các điểm dọc theo trục Oy

và sau đó tính toán các ma trận

lưới (x, y); % ma trận tọa độ của các điểm dọc theo trục Ox và Oy

Kết quả là ma trận X và Y sẽ chứa tám giá trị đầu tiên sau đây trong các hàng và cột:

Ma trận X:

1 -0,9 -0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3

1 -0,9 -0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3

1 -0,9 -0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3

1 -0,9 -0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3

1 -0,9 -0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3

1 -0,9 -0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3

1 -0,9 -0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3

Ma trận Y:

2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2

1,9 -1,9 -1,9 -1,9 -1,9 -1,9 -1,9 -1,9

1,8 -1,8 -1,8 -1,8 -1,8 -1,8 -1,8 -1,8

1,7 -1,7 -1,7 -1,7 -1,7 -1,7 -1,7 -1,7

1,6 -1,6 -1,6 -1,6 -1,6 -1,6 -1,6 -1,6

1,5 -1,5 -1,5 -1,5 -1,5 -1,5 -1,5 -1,5

1,4 -1,4 -1,4 -1,4 -1,4 -1,4 -1,4 -1,4

1,3 -1,3 -1,3 -1,3 -1,3 -1,3 -1,3 -1,3

Sử dụng dữ liệu ma trận, bạn có thể tính toán các giá trị của ma trận Z, như sau:

Z = exp (-X. ^ 2-Y. ^ 2);

và hiển thị kết quả trên màn hình

Cơm. 3.10. Một ví dụ về hiển thị một đồ thị bằng cách sử dụng hàm plot3 ()

Qua hình trên có thể thấy rằng hàm plot3 () hiển thị đồ thị dưới dạng một tập hợp các đường, mỗi đường tương ứng với một phần của đồ thị hàm số dọc theo trục Oy.

Việc trình bày đồ thị như vậy không phải lúc nào cũng thuận tiện, bởi vì. một tập hợp các chiều không cung cấp một bức tranh đầy đủ về bản chất của mặt phẳng hai chiều. Có thể thu được hình ảnh trực quan tốt hơn bằng cách sử dụng hàm

lưới (X, Y, Z); % hiển thị biểu đồ dưới dạng lưới

Kết quả là, chúng ta có được hình chiếu sau của một đồ thị ba chiều (Hình 3.11).

Thông qua việc sử dụng hàm mesh (), một đồ thị được hình thành bằng cách nội suy các điểm của mảng X, Y và Z với các đường dọc theo trục Ox và Oy. Ngoài ra, mức của điểm dọc theo trục Oz được biểu thị bằng màu sắc: từ giá trị nhỏ nhất (xanh lam) đến lớn nhất (đỏ) và các đường “vô hình” đều bị loại bỏ. Điều này cho phép bạn đánh giá trực quan tốt hơn cấu trúc của đồ thị ba chiều so với hàm plot3 (). Nếu cần hiển thị biểu đồ “trong suốt”, hãy tắt chế độ loại bỏ các đường “vô hình”:

ẩn đi; % dòng ẩn được vẽ

Hệ thống MatLab cung cấp một chức năng để hình dung một bề mặt liên tục theo các trục ba chiều

lướt (X, Y, Z); % hiển thị bề mặt liên tục

Kết quả là một đồ thị được hiển thị trong Hình. 3.12.

Cơm. 3,11. Kết quả của hàm mesh ()

Cơm. 3.12. Kết quả của hàm Surf ()

Có thể sử dụng hàm Surf () ở chế độ

che nắng xen kẽ; % bóng đổ nội suy trên các cạnh biểu đồ

nội suy màu trên các mặt để thu được hình ảnh bề mặt mịn hơn (Hình 3.13). Cũng có thể thay đổi bản đồ màu của hiển thị biểu đồ bằng cách sử dụng chức năng

bản đồ màu (<карта>); % set bản đồ màu

Ví dụ: bản đồ có tên hot, được sử dụng theo mặc định, có thể được thay thế bằng bất kỳ bản đồ nào khác có sẵn (nóng, hsv, xám, hồng, mát, xương đồng) hoặc do chính bạn tạo.

Cơm. 3,13. Kết quả của hàm Surf () ở chế độ tô bóng xen kẽ

Cần lưu ý rằng cả ba hàm plot3 (), mesh () và Surf () đều có thể được sử dụng với một đối số Z, được hiểu như một ma trận với các giá trị điểm dọc theo trục Oz.

Để chia tỷ lệ các phần riêng lẻ của đồ thị ba chiều, cũng như trong trường hợp đồ thị hai chiều, hãy sử dụng hàm

trục ();

với một tập hợp các thông số rõ ràng.

Để thiết kế đồ thị ba chiều, bạn có thể sử dụng các hàm được mô tả trước đó: văn bản, xlabel, ylabel, zlabel, title, grid, subplot.

Cuối cùng, đối với đồ thị ba chiều, có thể thay đổi quan điểm của chúng, tức là vị trí máy ảnh ảo bằng cách sử dụng chức năng

trong đó az là góc phương vị; el là góc nâng. Thay đổi góc đầu tiên có nghĩa là quay mặt phẳng xOy quanh trục Oz ngược chiều kim đồng hồ. Góc nâng là góc giữa hướng camera và mặt phẳng xOy.

MatLab cung cấp một bộ công cụ phong phú để trực quan hóa dữ liệu. Sử dụng ngôn ngữ bên trong, bạn có thể hiển thị các ô 2D và 3D ở tọa độ Descartes và cực, hiển thị hình ảnh với độ sâu màu khác nhau và bản đồ màu khác nhau, tạo hình ảnh động đơn giản của kết quả mô phỏng trong quá trình tính toán và hơn thế nữa.

Xem xét các khả năng của MatLab để trực quan hóa dữ liệu, hãy bắt đầu với đồ thị hai chiều, thường được xây dựng bằng cách sử dụng hàm plot (). Nhiều tùy chọn cho chức năng này được xem xét tốt nhất với các ví dụ cụ thể.

Giả sử bạn muốn vẽ một hàm sin trong phạm vi từ 0 đến. Để làm điều này, chúng tôi thiết lập một vectơ (tập hợp) các điểm dọc theo trục Ox, trong đó các giá trị của hàm sin sẽ được hiển thị:

Kết quả là một vectơ cột có bộ giá trị từ 0 đến và với bước là 0,01. Sau đó, chúng tôi tính tập giá trị của hàm sin tại các điểm sau:

và hiển thị kết quả trên màn hình

Kết quả là, chúng tôi nhận được đồ thị được hiển thị trong Hình. 3.1.

Mục nhập hàm plot () được trình bày cho thấy rằng đối số với tập điểm của trục Ox được viết trước, sau đó là đối số với tập điểm của trục Oy. Khi biết các giá trị này, hàm plot () có khả năng vẽ các điểm trên mặt phẳng và nội suy tuyến tính chúng để tạo ra một biểu đồ liên tục.

Cơm. 3.1. Hiển thị hàm sin bằng cách sử dụng hàm plot ().

Hàm plot () cũng có thể được viết bằng một đối số x hoặc y:

cốt truyện (x);
âm mưu (y);

Kết quả là, chúng tôi thu được hai đồ thị khác nhau được hiển thị trong Hình. 3.2.

Phân tích sung. 3.2 cho thấy rằng trong trường hợp một đối số, hàm plot () hiển thị một tập hợp các điểm dọc theo trục Oy và quá trình sinh tự động tập hợp các điểm với một bước đơn vị xảy ra dọc theo trục Ox. Do đó, để dễ dàng hình dung một vectơ dưới dạng đồ thị hai chiều, chỉ cần sử dụng hàm plot () với một đối số là đủ.

Để vẽ nhiều ô trên cùng một trục tọa độ, hàm plot () được viết như sau:

x = 0: 0,01: pi;
y1 = sin (x);
y2 = cos (x);
plot (x, y1, x, y2);

Kết quả của đoạn chương trình này được thể hiện trong Hình. 3.3.

Cơm. 3.2. Kết quả của hàm plot () với một đối số:

a – lô đất (x); b – âm mưu (y).

Cơm. 3.3. Hiển thị hai đồ thị theo cùng một trục tọa độ.

Tương tự, có thể vẽ hai biểu đồ bằng một đối số của hàm plot (). Giả sử có hai vectơ giá trị

y1 = sin (x);
y2 = cos (x);

được hiển thị trên màn hình. Để làm điều này, chúng tôi kết hợp chúng thành một ma trận hai chiều

trong đó các cột được tạo bởi các vectơ y1 và y2 tương ứng. Một ma trận như vậy sẽ được hiển thị bởi hàm

âm mưu(); % dấu nháy đơn dịch một vectơ hàng
% đến vectơ cột

dưới dạng hai đồ thị (Hình 3.4).

Cơm. 3.4. Hiển thị ma trận hai chiều dưới dạng hai đồ thị.

Hai vectơ trên cùng một trục chỉ có thể được hiển thị nếu kích thước của chúng giống nhau. Khi làm việc với các vectơ có kích thước khác nhau, chúng phải được chuyển đến nhau theo số lượng phần tử hoặc hiển thị trên các đồ thị khác nhau. Có một số cách để hiển thị đồ thị theo các trục tọa độ khác nhau. Trong trường hợp đơn giản nhất, bạn có thể tạo hai cửa sổ đồ họa và hiển thị đồ họa mong muốn trong đó. Điều này được thực hiện theo cách sau:

x1 = 0: 0,01: 2 * pi;
y1 = sin (x1);

x2 = 0: 0,01: pi;
y2 = cos (x2);

số liệu; % tạo cửa sổ đồ họa thứ 2
plot (x2, y2); % vẽ biểu đồ thứ 2 trong cửa sổ thứ 2

Hàm figure được sử dụng trong chương trình này sẽ tạo ra một cửa sổ đồ họa mới và làm cho nó hoạt động. Hàm plot (), được gọi ngay sau hàm figure, sẽ hiển thị âm mưu trong cửa sổ đồ họa hiện đang hoạt động. Kết quả là hai cửa sổ với hai biểu đồ sẽ được hiển thị trên màn hình.

Điểm bất tiện của đoạn chương trình trên là một lệnh gọi lặp đi lặp lại đến hàm figure sẽ hiển thị một cửa sổ mới khác trên màn hình và nếu chương trình được thực thi hai lần, thì ba cửa sổ đồ họa sẽ xuất hiện trên màn hình, nhưng chỉ có hai trong số chúng sẽ chứa dữ liệu thực tế. Trong trường hợp này, sẽ tốt hơn nếu bạn xây dựng chương trình để hai cửa sổ với các đồ thị cần thiết luôn hiển thị trên màn hình. Điều này có thể đạt được nếu, khi gọi hàm figure, làm đối số, chỉ định số cửa sổ đồ họa cần được tạo hoặc kích hoạt nếu nó đã được tạo. Như vậy, chương trình trên có thể được viết như sau.

x1 = 0: 0,01: 2 * pi;
y1 = sin (x1);

x2 = 0: 0,01: pi;
y2 = cos (x2);

Hình 1); % tạo cửa sổ số 1
plot (x1, y1); % vẽ biểu đồ đầu tiên
Hình 2); % tạo cửa sổ đồ họa số 2
plot (x2, y2); % vẽ biểu đồ thứ 2 trong cửa sổ thứ 2

Khi thực hiện chương trình này, trên màn hình sẽ chỉ hiển thị hai cửa sổ đồ họa số 1 và số 2, đồng thời chúng hiển thị đồ thị của các hàm sin và côsin tương ứng.

Trong một số trường hợp, việc trình bày thông tin thuận tiện hơn có thể đạt được bằng cách hiển thị hai đồ thị trong một cửa sổ đồ họa. Điều này đạt được bằng cách sử dụng hàm subplot (), có cú pháp sau:

subplot (<число строк>,
<число столбцов>, <номер координатной оси>)

Hãy xem xét một ví dụ về việc hiển thị hai đồ thị dưới nhau của các hàm số sin và côsin ở trên.

x1 = 0: 0,01: 2 * pi;
y1 = sin (x1);

x2 = 0: 0,01: pi;
y2 = cos (x2);

Hình 1);
subplot (2,1,1); % chia cửa sổ thành 2 hàng và một cột
plot (x1, y1); % hiển thị của biểu đồ đầu tiên
subplot (2,1,2); % xây dựng trục tọa độ thứ 2
plot (x2, y2); % hiển thị biểu đồ thứ 2 trong các trục mới

Kết quả của chương trình được hiển thị trong Hình. 3.5.

Tương tự, bạn có thể hiển thị hai hoặc nhiều đồ thị trong một cột, dưới dạng bảng, v.v. Ngoài ra, bạn có thể chỉ định tọa độ chính xác của vị trí của biểu đồ trong cửa sổ đồ họa. Để thực hiện việc này, hãy sử dụng tham số vị trí trong hàm subplot ():

subplot (‘vị trí’,);

trong đó bên trái là độ lệch từ phía bên trái của cửa sổ; bottom – bù đắp từ phía dưới cùng của cửa sổ; width, height – chiều rộng và chiều cao của biểu đồ trong cửa sổ. Tất cả các biến này nằm trong khoảng từ 0 đến 1.

Cơm. 3.5. Một ví dụ về hàm subplot.

Dưới đây là một đoạn chương trình để hiển thị đồ thị của hàm sin ở giữa cửa sổ đồ họa. Kết quả của công việc được thể hiện trong Hình. 3.6.

x1 = 0: 0,01: 2 * pi;
y1 = sin (x1);

subplot (‘vị trí’,);
plot (x1, y1);

Trong ví dụ này, hàm subplot () lệch một phần ba biểu đồ so với đường viền bên trái và dưới cùng của cửa sổ và vẽ một biểu đồ có chiều rộng và chiều cao bằng một phần ba cửa sổ đồ họa. Kết quả là thu được hiệu ứng của việc vẽ hàm sin ở giữa cửa sổ chính.

Do đó, sử dụng tham số vị trí, bạn có thể tùy ý đặt các phần tử đồ họa trong mặt phẳng cửa sổ.

Cơm. 3.6. Một ví dụ về cách hoạt động của hàm subplot với tham số vị trí.

Hiển thị một hàm dưới dạng bảng rất hữu ích khi có một số lượng giá trị hàm tương đối nhỏ. Để nó được yêu cầu hiển thị trong cửa sổ lệnh một bảng các giá trị hàm

tại các điểm 0,2, 0,3, 0,5, 0,8, 1,3, 1,7, 2,5.
Vấn đề được giải quyết trong hai giai đoạn.
1. Một vectơ hàng được tạo X, chứa tọa độ của các điểm đã cho.
2. Giá trị hàm được tính y(X) từ mỗi phần tử của vectơ X và các giá trị kết quả được ghi vào vectơ hàng y.
Các giá trị hàm phải được tìm thấy cho từng phần tử của vectơ hàng X, vì vậy các phép toán trong biểu thức cho hàm phải được thực hiện từng phần tử.

»X =
x =
0,2000 0,3000 0,5000 0,8000 1,3000 1,7000 2,5000 y = sin (x). ^ 2./(l+cos(x))+exp(-x).*log(x)
Y =

Lưu ý rằng khi cố gắng sử dụng phép lũy thừa ^, phép chia / và phép nhân * (không phải là phần tử khôn ngoan), một thông báo lỗi đã được hiển thị khi sin (x) được bình phương:

“y \ u003d sin (x) ^ 2 / (1 + cos (x)) + exp (-x) * log (x)
??? Lỗi khi sử dụng ==> ^
Ma trận phải là hình vuông.

Thực tế là trong MatLab, các phép toán * và ^ được sử dụng để nhân các ma trận có kích thước tương ứng và nâng ma trận vuông thành lũy thừa.
Bảng có thể dễ đọc hơn bằng cách đặt các giá trị hàm ngay bên dưới các giá trị đối số:

“X
x =
0,2000 0,3000 0,5000 0,8000 1,3000 1,7000 2,5000 »
y =
-1.2978 -0.8473 -0.2980 0.2030 0.8040 1.2258 1.8764

Thường yêu cầu hiển thị giá trị của một hàm tại các điểm của một đoạn cách nhau một khoảng bằng nhau (bước). Giả sử chúng ta cần hiển thị một bảng các giá trị hàm y(X) trên một đoạn có bước là 0,2. Tất nhiên, bạn có thể nhập một vectơ hàng của các giá trị đối số x = từ dòng lệnh và tính toán tất cả các giá trị hàm như mô tả ở trên. Tuy nhiên, nếu bước này không phải là 0,2, mà là 0,01, thì có rất nhiều việc phải làm để nhập vectơ X.
MatLab cung cấp một cách tạo vectơ đơn giản, mỗi phần tử trong số đó khác với phần trước bởi một giá trị không đổi, tức là một bước. Dấu hai chấm được sử dụng để nhập các vectơ như vậy (đừng nhầm lẫn với lập chỉ mục dấu hai chấm). Hai toán tử tiếp theo dẫn đến việc hình thành các vectơ hàng giống hệt nhau. Bạn có thể viết có điều kiện

»X =
x =
»X =
x =
1.0000 1.2000 1.4000 1.6000 1.8000 2.0000

Bạn có thể viết có điều kiện

x = [giá trị bắt đầu: bước: giá trị kết thúc]

Không cần thiết phải đảm bảo rằng tổng giá trị của bước áp chót bằng giá trị cuối cùng, ví dụ: khi thực hiện câu lệnh gán sau

»X =
x =
1.0000 1.2000 1.4000 1.6000 1.8000

Vectơ hàng sẽ lấp đầy một phần tử không vượt quá giá trị cuối mà chúng tôi đã xác định. Bước này cũng có thể là tiêu cực:

»X =
x =
1.9000 1.7000 1.5000 1.3000 1.1000

Trong trường hợp sải chân âm, để có được vectơ hàng không trống, giá trị bắt đầu phải lớn hơn giá trị kết thúc.
Để điền vào một vectơ cột với các phần tử bắt đầu bằng 0 và kết thúc bằng 0,5 với gia số 0,1, hãy điền vào vectơ hàng và sau đó sử dụng phép toán hoán vị:

“x =”
x =
0
0.1000
0.2000
0.3000
0.4000
0.5000

Lưu ý rằng các phần tử của vectơ đầy dấu hai chấm chỉ có thể là thực, vì vậy bạn có thể sử dụng dấu nháy đơn thay vì dấu chấm theo sau bởi dấu nháy đơn để chuyển vị.
Một bước bằng một có thể không được chỉ định trong quá trình điền tự động:

»X =
x =
1 2 3 4 5

Để nó được yêu cầu hiển thị một bảng các giá trị hàm

trên một đoạn có bước 0,05,
Để hoàn thành tác vụ này, bạn phải thực hiện các bước sau:
1. Tạo thành một vectơ hàng X sử dụng dấu hai chấm.
2. Tính toán các giá trị tại(X) từ các phần tử X.
3. Ghi kết quả vào một vectơ hàng y.
4. Rút tiền Xy.

»X =;
»Y = exp (-x). * Sin (10 * x);
“X
x =
Từ cột 1 đến cột 7
О 0,0500 0,1000 0,1500 0,2000 0,2500 0,3000
Từ cột 8 đến 14
0.3500 0.4000 0.4500 0.5000 0.5500 0.6000 0.6500
Các cột từ 15 đến 21
0.7000 0.7500 0.8000 0.8500 0.9000 0.9500 1.0000
” tại
Y =
Từ cột 1 đến cột 7
0 0.4560 0.7614 0.8586 0.7445 0.4661 0.1045
Từ cột 8 đến 14
-0.2472 -0.5073 -0.6233 -0.5816 -0.4071 -0.1533 0.1123
Các cột từ 15 đến 21
0.3262 0.4431 0.4445 0.3413 0.1676 -0.0291 -0.2001

hàng-vector x và y bao gồm hai mươi mốt phần tử và không nằm gọn trên màn hình trong một dòng, vì vậy chúng được hiển thị thành từng phần. Như Xyđược lưu trữ trong mảng hai chiều có kích thước một x hai mốt, sau đó chúng được hiển thị trong các cột, mỗi cột bao gồm một phần tử. Các cột từ 1 đến 7 được hiển thị đầu tiên (cột 1 đến 7), sau đó là các cột 8 đến 14 (từ 8 đến 14) và cuối cùng là các cột từ 15 đến 21 (từ 15 đến 21). Trực quan và tiện lợi hơn là biểu diễn đồ thị của hàm.

MatLab đã phát triển tốt các khả năng đồ họa để trực quan hóa dữ liệu. Hãy xem xét ngay từ đầu việc xây dựng đồ thị đơn giản nhất của một hàm một biến bằng cách sử dụng ví dụ về một hàm

,

được xác định trên phân đoạn. Đầu ra của một hàm ở dạng đồ thị bao gồm các bước sau:
1. Chỉ định một vectơ của các giá trị đối số X.
2. Tính vectơ tại giá trị hàm y(X).

3. Gọi lệnh plot để vẽ đồ thị.
Các lệnh để chỉ định một vectơ X và tốt hơn là nên kết thúc các tính toán hàm bằng dấu chấm phẩy để loại bỏ kết quả xuất ra cửa sổ lệnh các giá trị của chúng (không cần thiết phải đặt dấu chấm phẩy sau lệnh plot, vì nó không xuất ra bất kỳ thứ gì cho cửa sổ lệnh) .

»X =;
»Y = exp (-x). * Sin (10 * x);
»Âm mưu (x, y)

Sau khi thực hiện các lệnh, một cửa sổ xuất hiện trên màn hình. nhân vật không. một với một đồ thị hàm số. Cửa sổ chứa menu, thanh công cụ và vùng biểu đồ. Trong phần sau, các lệnh được thiết kế đặc biệt để thiết kế biểu đồ sẽ được mô tả. Bây giờ chúng ta quan tâm đến nguyên tắc vẽ biểu đồ và một số khả năng đơn giản nhất để hình dung các hàm.
Để vẽ một đồ thị hàm trong không gian làm việc MatLab, hai vectơ có cùng thứ nguyên phải được xác định, ví dụ: Xy. Mảng tương ứng x chứa các giá trị của các đối số và y chứa các giá trị hàm của các đối số đó. Lệnh vẽ biểu đồ kết nối các điểm có tọa độ (x (i), y (i)) với các đường thẳng, tự động chia tỷ lệ các trục để định vị tối ưu ô trong cửa sổ. Khi vẽ đồ thị, thuận tiện để đặt cửa sổ MatLab chính và cửa sổ có đồ thị cạnh nhau trên màn hình để chúng không chồng lên nhau.
Đồ thị đã dựng của hàm số có đường gấp khúc. Để vẽ biểu đồ chính xác hơn, hàm phải được tính toán y(X) tại một số điểm lớn hơn trên phân đoạn, tức là đặt một bước nhỏ hơn khi nhập vectơ X:

»X =;
»Y = exp (-x). * Sin (10 * x);
»Âm mưu (x, y)

Kết quả là một đồ thị của hàm dưới dạng một đường cong mượt mà hơn.
Thật tiện lợi khi so sánh một số hàm bằng cách hiển thị đồ thị của chúng trên cùng một trục. Ví dụ, trên khoảng [-1, -0,3], chúng ta vẽ đồ thị của các hàm
,

sử dụng chuỗi lệnh sau:

»X = [-1: 0,005: -0,3];
»F = sin (x. ^ – 2);
»G = sin (1,2 * x. ^ – 2);
»Âm mưu (x, f, x, g)

Các chức năng không phải được xác định trên cùng một phân đoạn. Trong trường hợp này, khi vẽ biểu đồ, MatLab chọn phân đoạn tối đa chứa phần còn lại. Điều quan trọng chỉ là chỉ ra các vectơ tương ứng với nhau trong mỗi cặp abscissa và sắp xếp các vectơ, ví dụ:

»X1 = [-1: 0,005: -0,3];
»F = sin (x1. ^ – 2);
»X2 = [-1: 0,005: 0,3];
»G = sin (1,2 * x2. ^ – 2);
»Âm mưu (x1, f, x2, g)

Tương tự, bằng cách chỉ định các cặp đối số có dạng: vectơ abscissa, vectơ thứ tự trong biểu đồ, được phân tách bằng dấu phẩy, đồ thị của một số hàm tùy ý được vẽ.

Nhận xét 1

Sử dụng biểu đồ với một đối số, một vectơ, dẫn đến một “biểu đồ vectơ”, tức là sự phụ thuộc của các giá trị của các phần tử vectơ vào số của chúng. Đối số âm mưu cũng có thể là một ma trận, trong trường hợp này đồ thị của các cột được hiển thị trên cùng một trục tọa độ.
Đôi khi bạn muốn so sánh hành vi của hai hàm có giá trị rất khác nhau. Đồ thị của một hàm có giá trị nhỏ thực tế hợp nhất với trục abscissa và không thể xác định được hình dạng của nó. Trong tình huống này, hàm plotyy sẽ giúp hiển thị đồ thị trong cửa sổ có hai trục tung có tỷ lệ phù hợp.
Ví dụ, so sánh hai hàm: và

»X =;
»F = x. ^ – 3;
»F \ u003d 1000 * (x + 0,5). ^ -4;
»Plotyy (x, f, x, F)

Khi bạn chạy ví dụ này, hãy lưu ý rằng màu của biểu đồ khớp với màu của trục y tương ứng của nó.
Hàm đồ thị sử dụng tỷ lệ tuyến tính trên cả hai trục tọa độ. Tuy nhiên, MatLab cung cấp cho người dùng khả năng vẽ đồ thị hàm của một biến trên thang logarit hoặc bán logarit.

2.2. Đồ thị của các hàm theo thang logarit

Các hàm sau được sử dụng để vẽ biểu đồ thang đo logarit và bán nguyệt:
– loglog (thang logarit trên cả hai trục);
– semilogx (chỉ tỷ lệ logarit dọc theo trục x);
-semilogy (chỉ tỷ lệ logarit dọc theo trục y).

Các đối số loglog, semilogx và semilogy được chỉ định như một cặp vectơ của abscissa và sắp xếp các giá trị theo cách tương tự như đối với hàm âm mưu được mô tả trong đoạn trước. Ví dụ, chúng ta hãy xây dựng đồ thị của các hàm số trên một đoạn trong thang logarit dọc theo trục X:

»X =;
»F = log (0,5 * x);
»G = sin (log (x));
»Semilogx (x, f, x, g)

Các đồ thị được xây dựng của các hàm phải thuận tiện nhất có thể cho việc nhận biết. Thông thường, bạn cần áp dụng các điểm đánh dấu, thay đổi màu sắc của các đường và để chuẩn bị cho việc in đơn sắc – hãy đặt loại đường (nét liền, dấu chấm, dấu gạch ngang, v.v.). MatLab cung cấp khả năng kiểm soát sự xuất hiện của các đồ thị được xây dựng bằng cách sử dụng plot, loglog, semilogx và semilogy, trong đó một đối số bổ sung được đặt sau mỗi cặp vectơ. Đối số này được đặt trong dấu nháy đơn và bao gồm ba ký tự chỉ định: màu sắc, loại điểm đánh dấu và loại dòng. Một, hai hoặc ba vị trí được sử dụng, tùy thuộc vào những thay đổi được yêu cầu. Bảng hiển thị các giá trị có thể có của đối số này với kết quả.

loại điểm đánh dấu

loại đường

tiếp diễn

say mê

dấu gạch ngang

dấu cộng

gạch ngang

ngôi sao

Hình tam giác lộn ngược

hình tam giác lộn ngược

Hình tam giác trỏ sang trái

tam giác chỉ sang phải

ngôi sao năm cánh

ngôi sao sáu cánh