MATLAB曲线绘制的一些技巧和注解

一、二维数据曲线图
1.1  绘制 单根二维曲线
plot  函数的基本调用 格式为：
plot(x,y)
其中 x 和 y 为长度相同的向量，分别用于存储 x 坐标 和 y 坐标数据。

例 1-1  在 0≤x≤2p 区间内，绘制曲线
y=2e-0.5xcos(4πx)
程序 如下：
x=0:pi/100:2*pi;
y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);
plot(x,y)

例 1-2  绘制曲线。
程序如下：
t=0:0.1:2*pi;
x=t.*sin(3*t);
y=t.*sin(t).*sin(t);
plot(x,y);

plot 函数最简单的调用格式是只包含一个输入参数 ：
plot(x)
在这种情况下，当 x 是实向量时，以该向量元素的下标为横坐标，元素值为纵坐标画出一条连续曲线，这实际上是绘制折线图。

1.2  绘制多根二维曲线
1 ． plot 函数的输入参数是矩阵 形式
(1)  当 x 是向量， y 是有一维与 x 同维的矩阵时，则绘制出多根不同颜色 的曲线。曲线条数等于 y 矩阵的另一维数， x 被作为这些曲线共同的横坐标。
(2)  当 x,y 是同维矩阵时，则以 x,y 对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。
(3)  对只包含一个输入参数的 plot 函数，当输入参数是实矩阵时，则按列绘制每列元素值相对其下标的曲线，曲线条数等于输入参数矩阵的列数。
当输入参数是复数矩阵时，则按列分别以元素实部和虚部为横、纵坐标绘制多条曲线。

2 ．含多个输入参数的 plot 函数
调用格式为：
plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)
(1)  当输入参数都为向量时， x1 和 y1 ， x2 和 y2 ， … ， xn 和 yn 分别组成一组向量对，每一组向量对的长度可以不同。每一向量对可以绘制出一条曲线，这样可以在同一坐标内绘制出多条曲线。
(2)  当输入参数有矩阵形式时，配对的 x,y 按对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。

例 1-3  分析下列程序绘制的曲线。
x1=linspace(0,2*pi,100);
x2=linspace(0,3*pi,100);
x3=linspace(0,4*pi,100);
y1=sin(x1);
y2=1+sin(x2);
y3=2+sin(x3);
x=[x1;x2;x3]';
y=[y1;y2;y3]';
plot(x,y,x1,y1-1)

3 ．具有两个纵坐标标度的图形
在 MATLAB 中，如果需要绘制出具有不同纵坐标标度的两个图形，可以使用 plotyy 绘图函数。调用格式为：
plotyy(x1,y1,x2,y2)
其中 x1,y1 对应一条曲线， x2,y2 对应另一条曲线。横坐标的标度相同，纵坐标有两个，左纵坐标用于 x1,y1 数据对，右纵坐标用于 x2,y2 数据对。

例 1-4  用不同标度在同一坐标内绘制曲线 y1=0.2e-0.5xcos(4πx)  和 y2=2e-0.5xcos(πx) 。
程序如下：
x=0:pi/100:2*pi;
y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);
y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);
plotyy(x,y1,x,y2);

4 ．图形保持
hold on/off 命令 控制 是保持原有图形还是刷新原有图形，不带参数的 hold 命令在两种状态之间进行切换。

例 1-5  采用图形保持，在同一坐标内绘制曲线 y1=0.2e-0.5xcos(4πx)  和 y2=2e-0.5xcos(πx) 。
程序如下：
x=0:pi/100:2*pi;
y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);
plot(x,y1)
hold on
y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);
plot(x,y2);
hold off

1.3  设置曲线样式
MATLAB 提供了一些绘图选项，用于确定所绘曲线的线型、颜色和数据点标记符号，它们可以组合使用。例如， “b-.” 表示蓝色点划线， “y:d” 表示黄色虚线并用菱形符标记数据点。当选项省略时， MATLAB 规定，线型一律用实线，颜色将根据曲线的先后顺序依次。
要设置曲线样式可以在 plot 函数中加绘图选项，其调用格式为：
plot(x1,y1, 选项 1,x2,y2, 选项 2,…,xn,yn, 选项 n)

例 1-6  在同一坐标内，分别用不同线型和颜色绘制曲线 y1=0.2e-0.5xcos(4πx)  和 y2=2e-0.5xcos(πx) ，标记两曲线交叉点。
程序如下：
x=linspace(0,2*pi,1000);
y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);
y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);
k=find(abs(y1-y2)<1e-2); % 查找 y1 与 y2 相等点 ( 近似相等 ) 的下标
x1=x(k); % 取 y1 与 y2 相等点的 x 坐标
y3=0.2*exp(-0.5*x1).*cos(4*pi*x1); % 求 y1 与 y2 值相等点的 y 坐标
plot(x,y1,x,y2,'k:',x1,y3,'bp');

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