MATLAB常用的基本数学函数及三角函数* L4 p5 x& v# @8 g k" Z$ N
! `! a! B( o" `- ]6 i: [; V& h
这些命令都是从bbs上找到的,我呢从这里复制过来的:http://gzhsss888.blog.163.com/blog/static/6439579200722811829247/
# v1 @2 `* m$ z. g# p以下即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数:
9 g. P0 I9 \( [* e! ?=============================================== , f# B- g* G4 M7 M, w4 x: {- X
小整理:MATLAB常用的基本数学函数 0 g( v" A- N9 @6 }2 |
abs(x):纯量的绝对值或向量的长度
. ~$ x# b4 v- }, Dangle(z):复数z的相角(Phase angle) ) d% E+ N8 |$ W, u1 { Z) R5 |- q
sqrt(x):开平方 3 d; }; ^, C Z% n, u
real(z):复数z的实部 . \' U/ L1 C% j
imag(z):复数z的虚部
- _4 ^- {+ r) R$ c8 g" mconj(z):复数z的共轭复数 1 C/ S7 V) H/ |
round(x):四舍五入至最近整数
5 H6 y$ G" o7 }3 s6 L0 tfix(x):无论正负,舍去小数至最近整数 : T* C+ w: y2 U- U
floor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数 2 d' j8 v6 j# u v1 Q% e1 N
ceil(x):天花板函数,即加入正小数至最近整数 ' v2 s) v: H$ u( u
rat(x):将实数x化为分数表示
$ }) w' M+ m3 B6 g. m5 d" grats(x):将实数x化为多项分数展开 + f- x- M& P' T6 m1 P
sign(x):符号函数 (Signum function)。
2 `; d+ j8 Y5 X% i当x<0时,sign(x)=-1;
' m0 Y: e, S% C+ A当x=0时,sign(x)=0;
& x( M" d5 |3 m/ X+ W5 p( r& s% ]当x>0时,sign(x)=1。 0 r! b0 k% x4 s- H& G' i
rem(x,y):求x除以y的馀数 2 ^, `: }6 ]" w2 {# |+ u
gcd(x,y):整数x和y的最大公因数
2 Q) H! [* t1 J, Llcm(x,y):整数x和y的最小公倍数 1 G! f" \5 _8 ]* I% [& T- n# U
exp(x):自然指数 ! n9 L7 O8 E( C
pow2(x):2的指数 - F9 @/ V) ]* O. }) C/ S; f" k
log(x):以e为底的对数,即自然对数或
. B; ?- C q5 F% L9 H$ G7 glog2(x):以2为底的对数 5 o! D8 F' Q5 {6 i
log10(x):以10为底的对数 ' w( t0 f, U2 ~/ }0 Q9 E- |
===============================================
" E' v% `1 A8 u. a2 m" Z小整理:MATLAB常用的三角函数
% s( B+ b! y+ ^% F% r. _5 y( g* rsin(x):正弦函数
" o' O* O' ^" acos(x):馀弦函数 ; `* N) ]9 d5 J( E4 k) B7 s
tan(x):正切函数
5 s: R& z8 l$ V' M1 I# g. Iasin(x):反正弦函数 ( Q. o+ G' ?( j J
acos(x):反馀弦函数
' i, y3 T6 E% T Catan(x):反正切函数
5 V; B* K1 a1 P7 a* Fatan2(x,y):四象限的反正切函数
' W4 o `2 Q" H$ ~5 o2 ?sinh(x):超越正弦函数
" K [2 c% j2 _' R" scosh(x):超越馀弦函数 . X- F8 D& Q0 F& M& r" r
tanh(x):超越正切函数
! f# Z; } @) F, W6 A# u- fasinh(x):反超越正弦函数 : M3 Q# V! i2 S1 Z: s- _6 |+ R
acosh(x):反超越馀弦函数 4 d+ q' B i+ Q
atanh(x):反超越正切函数 1 n. f3 w3 }' H; [* s0 X- B$ s
===============================================
& ]6 y3 w9 |1 P$ d3 p: x变数也可用来存放向量或矩阵,并进行各种运算,如下例的列向量(Row 8 ~& O8 S) T; K; [! w1 a. L
vector)运算: 9 h; H; Y% h: s7 M& P
5 }' B6 B1 s0 ^
x = [1 3 5 2]; , v5 r; k# j( X: D2 S. j+ p
y = 2*x+1
% _ ^: g6 w P& n8 Vy = 2 F% k, y4 `9 ^0 B9 }6 _
3 7 11 5
) Q+ w y7 C# `===============================================
0 [, z" \/ ?9 ?: K( c4 F* U I小提示:变数命名的规则 0 G" ]* [6 \" R; w0 G3 \
1.第一个字母必须是英文字母
! e% M- V, r( Y6 a 2.字母间不可留空格 1 h- N! N/ j% x; e) r
3.最多只能有19个字母,MATLAB会忽略多馀字母 2 |8 ^0 V& }" r5 {7 u8 q" z
=============================================== " C7 p6 p; }2 P n) V# e" t9 p
=============================================== 3 M8 A" O& Z6 X6 M j7 L/ X
小整理:适用於向量的常用函数有: / g- l( }7 i# G7 R0 ]! E* b7 x
min(x): 向量x的元素的最小值
9 w: `5 q* E4 |1 }5 I7 Jmax(x): 向量x的元素的最大值 " a" M; T3 c7 r# @* j
mean(x): 向量x的元素的平均值 & r& z1 G0 G' y* D8 O9 q# ~
median(x): 向量x的元素的中位数 5 g3 a2 B& V4 I8 j6 w8 h# F
std(x): 向量x的元素的标准差
* ]( q1 ?+ }1 g! S/ |, c6 ndiff(x): 向量x的相邻元素的差 , V5 I0 M8 i/ B/ w) h( T, c
sort(x): 对向量x的元素进行排序(Sorting) ! `3 e) V1 S' A0 W: l# L
length(x): 向量x的元素个数 - |/ h9 M, S0 x
norm(x): 向量x的欧氏(Euclidean)长度
% s7 J# Z/ u4 S8 ?1 y" a; `4 f* Xsum(x): 向量x的元素总和 ( l2 R' S h( F/ X/ o
prod(x): 向量x的元素总乘积
0 M, _+ @ z* W& Dcumsum(x): 向量x的累计元素总和 * A7 f: w/ F7 p ^3 K% R
cumprod(x): 向量x的累计元素总乘积
- N! | E! H0 X1 k! ddot(x, y): 向量x和y的内积
8 C& t, o( R' l8 D9 Dcross(x, y): 向量x和y的外积
; Z5 p/ Y' b# N# d' B' K(大部份的向量函数也可适用於矩阵,详见下述。)
8 \) Q% ?" f7 S0 A8 W=============================================== 6 l% o- }9 @; N1 Q8 P
下表即为MATLAB常用到的永久常数。 1 d' w. z& R/ l
小整理:MATLAB的永久常数 / k; s7 e0 v4 s' y8 K4 o3 q K
i或j:基本虚数单位(即)
! I) V, x( ]# m/ k: m7 ieps:系统的浮点(Floating-point)精确度
- d m/ q! S' T( F$ Tinf:无限大, 例如1/0
% O6 [5 V" C% G+ ^/ k. g# a8 cnan或NaN:非数值(Not a number),例如0/0 % y) y2 k w1 W& N7 V9 u/ P
pi:圆周率 p(= 3.1415926...) 7 S/ y$ {5 w' ^9 F$ F
realmax:系统所能表示的最大数值 7 C0 v: Z" f$ X9 E! s' |
realmin:系统所能表示的最小数值 9 K: U- n4 e. G/ @* Y% U! p
nargin: 函数的输入引数个数 $ N' t) n6 q E% c, n$ S- n. x! U
nargin: 函数的输出引数个数, q: m9 N+ p& @: @- L2 c' W
发信人: chdchd (大虫~~游大街.....), 信区: MathTools
$ ^1 ^6 Y. Y/ f- R' |; d标 题: Matlab入门教程--二维绘图
. Z2 S/ G5 t2 c" S$ t8 ~6 ?发信站: 交大兵马俑BBS站 (Mon Mar 19 11:21:57 2001), 转信
6 x1 j- ?0 F5 j; r) {9 J( JMATLAB 程式设计与应用
* |' u0 Y0 L6 T- T% X: Z3 s& M5 T2.基本xy平面绘图命令) C" n6 Y5 K& |, C
MATLAB不但擅长於矩阵相关的数值运算,也适合用在各种科学目视表示
1 W/ [1 p8 F2 E5 j0 d(Scientific visualization)。本节将介绍MATLAB基本xy平面及xyz空间6 L+ U `- \, n! ~' n2 e
的各项绘图命令,包含一维曲线及二维曲面的绘制、列印及存档。) s m4 {* I( j& {& H$ X; }
plot是绘制一维曲线的基本函数,但在使用此函数之前,我们需先定义曲3 r( w( k! r. H: J5 G, l$ P
线上每一点的x及y座标。下例可画出一条正弦曲线:
' ]- Q+ ^% t" p7 l3 z* w3 @* Iclose all; x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100个点的x座标
; K1 r& p/ M; x6 u& Ny=sin(x); % 对应的y座标
8 V7 `8 Z& G0 Oplot(x,y); I) f# L- Q0 C ]0 Q2 t6 G2 O
====================================================1 o$ P) a: E% F! A' j. q* t& r% b
小整理:MATLAB基本绘图函数
, x- N! b% r* kplot: x轴和y轴均为线性刻度(Linear scale)
3 ~4 F; m& F4 ~9 y' d5 A5 m& Rloglog: x轴和y轴均为对数刻度(Logarithmic scale)/ ^" w7 R2 @ j3 ~1 `* n
semilogx: x轴为对数刻度,y轴为线性刻度( g9 H' h3 r* `6 u7 M
semilogy: x轴为线性刻度,y轴为对数刻度! O: L( K1 s) |$ m* [2 [! z
====================================================$ M! J4 r# k- u0 u& Z$ ?( g& Y/ d
若要画出多条曲线,只需将座标对依次放入plot函数即可:
0 H* ~5 s* }- i$ Dplot(x, sin(x), x, cos(x));
6 x) c" Z; @) z5 L! A* _若要改变颜色,在座标对後面加上相关字串即可:
% e3 q3 v7 W" |plot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g');
2 ?6 y( w9 M% G8 V! \- V* c若要同时改变颜色及图线型态(Line style),也是在座标对後面加上相. e% f3 B$ S: b' g
关字串即可:
. G& s* z( W4 I) Q: D9 iplot(x, sin(x), 'co', x, cos(x), 'g*');
1 v, c+ W5 E' ~1 R% {====================================================8 Y I7 {: u; s
小整理:plot绘图函数的叁数( o/ h" G/ M- u' W* v
字元 颜色 字元 图线型态
! }* L0 F0 S9 J! K1 N) }- C1 ~y 黄色 . 点
7 O. L7 \8 W7 H8 W6 ?- N8 Tk 黑色 o 圆4 t2 L+ `5 H7 ^, k: `" i% k
w 白色 x x
$ {& Z. {6 C" _+ \- b( g. `b 蓝色 + + W) p: S n% @+ u/ c; H8 X) ^
g 绿色 * *
$ u% y8 o' n4 v9 r' A' a3 K) c! hr 红色 - 实线
: _4 R) P9 m: j0 Z+ f* vc 亮青色 : 点线5 [! F9 z% w" X( j/ h
m 锰紫色 -. 点虚线
! P8 |& b% s# i2 A# ? K -- 虚线
6 h" B; {# ^' [/ q( o3 c4 g+ g/ q====================================================
/ V; c. P. U4 E4 h8 G7 O* B图形完成後,我们可用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数来调整图轴的范
( b5 F/ `6 D' L3 \围:2 {3 b2 d" X8 Z& q+ `$ k( H) K
axis([0, 6, -1.2, 1.2]);/ |! x8 B9 ^) d8 O8 A4 g3 d1 x3 `
此外,MATLAB也可对图形加上各种注解与处理:4 `3 [3 U1 E5 ^8 l3 h4 D" w; ?
xlabel('Input Value'); % x轴注解( t. |+ n/ l3 _
ylabel('Function Value'); % y轴注解
O7 K8 L# ]' o3 z* x. D2 Ntitle('Two Trigonometric Functions'); % 图形标题
$ M7 W/ c$ X$ ~, alegend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 图形注解) K& ^6 J9 a1 \
grid on; % 显示格线
, t0 V/ s9 w- @5 `, @# ?1 ^' ~我们可用subplot来同时画出数个小图形於同一个视窗之中:
3 T) _7 V0 V1 H: y$ S1 ^/ b) rsubplot(2,2,1); plot(x, sin(x));
: @* G/ Z% S& H! L3 T. Hsubplot(2,2,2); plot(x, cos(x));
! J0 K( f8 b! G* i+ Esubplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));
# T+ f; K8 h- a F6 c9 \3 U: Wsubplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));, [7 i% f! H: ~' _' u6 m3 N
MATLAB还有其他各种二维绘图函数,以适合不同的应用,详见下表。
! @' _5 w o; W% H====================================================
* c3 \' ^+ U Q6 Y$ X/ U" ?* z/ Z小整理:其他各种二维绘图函数/ N. z( F: v2 Q9 L2 b' D7 w) v
bar 长条图3 y) g8 [/ k" t+ X# k& P
errorbar 图形加上误差范围
( L8 t" \0 W: U! `0 m$ tfplot 较精确的函数图形
1 k# R5 m9 h! s& lpolar 极座标图" ]- e- e: y5 J. o
hist 累计图0 A# B- I8 X% g8 M9 o& ]/ Y/ h
rose 极座标累计图8 ?& d3 X; z4 b9 n6 e; y/ F1 q
stairs 阶梯图5 I& n+ T2 p+ `$ Z
stem 针状图( C" f& H1 x* h. \! s5 P8 G$ L
fill 实心图
- H* I. i+ K/ I* L6 e# y, V4 dfeather 羽毛图 S9 F( h, P: H7 j# o0 L
compass 罗盘图
4 G: i, p0 w0 Y2 V* e2 H6 Z1 d, Aquiver 向量场图
* S# ~/ S3 `. p" j3 q/ |/ _1 O& @====================================================
) R, T( e! j- j' ]3 S; B以下我们针对每个函数举例。
+ D' p# ^3 i* t: l- H) X4 f- E当资料点数量不多时,长条图是很适合的表示方式:- H$ ]2 H# s& }0 E; D
close all; % 关闭所有的图形视窗3 _7 W. j9 o' x% G0 @
x=1:10;
; k8 K2 I5 r/ W# D% `+ V- b# Fy=rand(size(x));
: {$ _6 w3 ~3 K( Y. R9 F* L' Pbar(x,y);
- k5 ?0 z$ \; X) B# q5 h% ~. A如果已知资料的误差量,就可用errorbar来表示。下例以单位标准差来做
5 K8 F) O! U7 q! A$ H! d0 r- _资料的误差量:
+ k9 [3 i* O$ M* A, xx = linspace(0,2*pi,30);
' k/ h- e5 c7 ]4 R1 f( f8 X f. D. py = sin(x);
* G I5 V: b% \" |% ^2 `e = std(y)*ones(size(x));* J1 C7 A' A( J1 L
errorbar(x,y,e)8 C8 e* O; X) C4 C" Y
对於变化剧烈的函数,可用fplot来进行较精确的绘图,会对剧烈变化处进
* R% t" \, E/ d- Y, X$ V/ T行较密集的取样,如下例:
+ v4 u& E* N6 C6 r4 i% S6 hfplot('sin(1/x)', [0.02 0.2]); % [0.02 0.2]是绘图范围
9 S* X0 j0 |% h9 u% U, \8 P若要产生极座标图形,可用polar:
% a" U# y) ~% n' G: ?: Ttheta=linspace(0, 2*pi);
9 u I3 v( D5 q& N, a4 Zr=cos(4*theta);
, q0 C0 R& k/ Q' F. J/ mpolar(theta, r);
! G3 B/ E* i4 Z) u4 Y( G对於大量的资料,我们可用hist来显示资料的分 情况和统计特性。下面. \ c1 K1 G% M" T$ J/ `
几个命令可用来验证randn产生的高斯乱数分 :* d8 B: z$ A o) j
x=randn(5000, 1); % 产生5000个 ?=0,?=1 的高斯乱数
+ a, n7 U# D4 h. V, \' a M! }6 Hhist(x,20); % 20代表长条的个数, e2 [3 \9 e; m; Q }# R7 T
rose和hist很接近,只不过是将资料大小视为角度,资料个数视为距离,?
Z) C5 s! b9 J8 b用极座标绘制表示:) H) @. v- V1 e8 d, j; `1 q
x=randn(1000, 1);
& |1 S [" _) o mrose(x);
5 i0 l- |% P( cstairs可画出阶梯图:/ S& E# A( S4 S" t' D4 r
x=linspace(0,10,50);
/ |0 V* r6 ~# v# h5 F+ J8 [2 ]y=sin(x).*exp(-x/3);4 W2 k* ~, N5 g" Z2 f& Q& q
stairs(x,y);
- R' j2 @ }8 L" R1 Z- N7 H7 R: Y3 Jstems可产生针状图,常被用来绘制数位讯号:1 \8 B0 Y# T* I8 [' ~! {
x=linspace(0,10,50);
( L8 }9 `$ a! e' Y8 J1 n6 {y=sin(x).*exp(-x/3);. U# b$ b6 V' b- Y
stem(x,y);. m0 P' q" Q, `
stairs将资料点视为多边行顶点,并将此多边行涂上颜色:7 a h9 u# P- G+ G! G
x=linspace(0,10,50);) k) }: o5 R. G2 ^( {8 H
y=sin(x).*exp(-x/3);
$ }1 v: H, }5 _4 L0 f( k. A: p3 `fill(x,y,'b'); % 'b'为蓝色" Q* G( c8 E3 F+ p7 X" B
feather将每一个资料点视复数,并以箭号画出:
6 k P% s- z' `, v/ W3 R; Y7 ]; h/ Qtheta=linspace(0, 2*pi, 20);' A1 v: S+ D$ S" l; i5 s* i
z = cos(theta)+i*sin(theta);
0 U4 y5 p/ }* s0 T1 L3 |" b* W# W+ F$ kfeather(z);
+ [! g1 F/ P' L8 q2 M, P5 Hcompass和feather很接近,只是每个箭号的起点都在圆点:, _" G) [* ]+ L/ z
theta=linspace(0, 2*pi, 20);
: n+ h5 d; j0 \; A4 w# ]z = cos(theta)+i*sin(theta);
q( c8 p. |/ j* _! W/ m, Wcompass(z); |