MATLAB绘制二维函数图形
MATLAB是一种功能强大的数学工具软件,广泛应用于科学研究、工程计算、动态仿真等领域。 MATLAB语言是当今国际上科学界(尤其是自动控制领域)最具影响力、也是最有活力的软件。它提供了强大的科学运算、灵活的程序设计流程、高质量的图形可视化与界面设计、便捷的与其他程序和语言接口的功能。
在高等数学领域中,MATLAB可以用来绘制二维函数图形,解决图形问题,达到事半功倍的效果。下面从几个方面来阐述MATLAB在高等数学二维图形中的应用。
一、MATLAB绘制一元函数图像
在MATLAB中,主要用plot、fplot两种命令绘制不同的曲线。plot(x,y)作出以数据(x(i),y(i))为节点的折线图,其中x,y为同维数的向量。plot(x1,y1,x2,y2,…)作出多组数据折线图fplot(‘fun’,[a,b])作出函数fun在区间[a,b]上的函数图。
例如,作出函数y=sin x,y=cos x的图形,并观测它们的周期性。先作函数y=sin x在2[−4π,4π]上的图形,用MATLAB作图的程序代码为:
>>x=linspace(-4*pi,4*pi,300);%产生300维向量x
>>y=sin(x);%正玄函数
>>plot(x,y)%二维图形绘图命令
结果如图1所示:
图1 y=sin x的图形
此图也可用fplot命令,相应的MATLAB程序代码为:
>>clear; close;%clear清理内存;close关闭已有窗口。
>>fplot('sin(x)',[-4*pi,4*pi]) %绘制正玄图形
结果如图2所示:
图2 y=sin x的图形
如果在同一坐标系下作出两条曲线y=sin x和y=cos x在[−2π,2π]上的图形,相应的MATLAB程序代码为:
>>x=-2*pi:2*pi/30:2*pi;%产生向量x
>>y1=sin(x); y2=cos(x);%正余玄函数
>>plot(x,y1,x,y2,':')%':'表示绘出的图形是点线
结果如图3所示:
图3 y=sin x,y=cos x的图形
其中实线是y=sin x的图形,点线是y=cos x的图形。
二、MATLAB绘制极坐标图形
在MATLAB中,可以使用polarplot命令绘制极坐标图形。例如,作出函数r=sin(θ)在[0,2π]上的极坐标图形,相应的MATLAB程序代码为:
>>theta=linspace(0,2*pi,300);%产生300维向量theta
>>r=sin(theta);%极坐标函数
>>polarplot(theta,r)%极坐标图形绘图命令
结果如图4所示:
图4 r=sin(θ)的极坐标图形
MATLAB可以帮助学生更好地理解高等数学中的二维函数图形,激发学生的学习兴趣,并提高教学质量。本文通过实例分析,展示了MATLAB在高等数学二维图形中的应用,希望能够为相关教学和研究提供有用的参考。