MATLAB常用的基本数学函数及三角函数
7 `: }3 G2 U! D8 R) |2 M ?% |+ g
' J- _; J$ A& I- W1 g9 G: u- z2 M! L* x7 B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/
+ F9 K3 j; c% Q/ f以下即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数:
: o5 ^9 ~* {8 U===============================================
+ N' d9 ~" L G+ x: e0 d小整理:MATLAB常用的基本数学函数
8 H, e6 R8 h" f3 L$ e$ gabs(x):纯量的绝对值或向量的长度
% B$ o# h& g8 r; W. p9 k5 F+ iangle(z):复数z的相角(Phase angle)
, O; }5 [) J* T( vsqrt(x):开平方
/ T$ t4 K$ T- U! E, breal(z):复数z的实部 ' \5 M1 k/ s5 Z/ `2 m9 u( L
imag(z):复数z的虚部
2 s: g8 d6 O% ~4 V9 y1 nconj(z):复数z的共轭复数
8 Y5 a& H7 p+ Q: cround(x):四舍五入至最近整数
5 ^2 U8 v2 Z# ?, Ifix(x):无论正负,舍去小数至最近整数
) R+ `" U: T. I8 L7 nfloor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数
' `, X' Y( K+ Q8 e" k( cceil(x):天花板函数,即加入正小数至最近整数 + ~- [' K$ ], F5 r3 p& W" V8 s. \
rat(x):将实数x化为分数表示
$ {4 K1 G. W: N# ?rats(x):将实数x化为多项分数展开
5 o, M7 F5 _) o f1 I5 ?, nsign(x):符号函数 (Signum function)。
: } w- X1 x! y' r6 X当x<0时,sign(x)=-1; . ~9 J+ Q) l4 }
当x=0时,sign(x)=0;
9 u- w$ q2 z4 |9 k& B当x>0时,sign(x)=1。
" e" _4 [( ^* x$ {* q* |rem(x,y):求x除以y的馀数 9 s4 |0 W# y0 C' c- }
gcd(x,y):整数x和y的最大公因数
; I5 Q; _1 H2 i8 M3 qlcm(x,y):整数x和y的最小公倍数 1 Y. i2 f$ v& X# o6 ^
exp(x):自然指数
& n8 Z+ Z' {8 A( F. G6 v" Npow2(x):2的指数
; S9 p) R; D0 K3 l& v# q2 ^( Ylog(x):以e为底的对数,即自然对数或
. h0 e6 f: U, J4 v( d0 u$ Plog2(x):以2为底的对数 : k/ g; V0 m: M& H
log10(x):以10为底的对数 * s G: f. Z$ ]7 x
=============================================== 8 a! k, u+ X- F( L+ Q. W
小整理:MATLAB常用的三角函数 ' u" M+ R: {; q9 _/ ?4 L* j
sin(x):正弦函数
8 B3 B& Z- T, u, Y3 T9 l/ Rcos(x):馀弦函数 # F; ]+ T' ?' h" H
tan(x):正切函数
/ E) ?- V, B4 c1 `. D7 O: w3 Casin(x):反正弦函数 . Y; F% ?7 k! I& c& n% [2 d% `% E
acos(x):反馀弦函数 m: |, c- E: |, a9 X8 o
atan(x):反正切函数 , j; a/ W# K! x$ N
atan2(x,y):四象限的反正切函数
* f0 {- c! F) O# N0 e: B# j/ n) Ssinh(x):超越正弦函数
- h+ y. l. D1 Ecosh(x):超越馀弦函数 / {9 [( X" g/ j
tanh(x):超越正切函数
. r# A- o- ? Z& H. w5 Easinh(x):反超越正弦函数 ( u$ e+ w% W) R" D! r9 I* b
acosh(x):反超越馀弦函数 4 O* d$ f! i' ?! o* m
atanh(x):反超越正切函数 , n2 i, u) }" |5 [
=============================================== ) \9 y6 P3 j& H/ H2 L$ ~# \3 l
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 x4 L( O, c. l7 c' Xvector)运算:
6 P4 `$ R8 i" L7 ?% @1 d, M! n5 N, D7 E+ J: i3 Z9 o L7 p
x = [1 3 5 2];
, {5 V! m; v _7 J( X, g% Uy = 2*x+1
7 z0 _ o Q8 t9 ^7 wy = . F* o+ K+ ?. R ^1 _$ w
3 7 11 5 7 v. e* w3 K0 ]; _ F8 H
===============================================
$ L# M) O; R; J) `小提示:变数命名的规则 5 F( ]; G7 m/ h& t
1.第一个字母必须是英文字母 6 f* K5 u1 V5 r) h: `
2.字母间不可留空格 7 {# N- s$ K/ E% J
3.最多只能有19个字母,MATLAB会忽略多馀字母 - J* ?, w7 [1 j! U- e. e2 ~
=============================================== # x% W& E* e9 O* X
===============================================
: y6 w1 y/ ~9 Q- n: [6 M0 ~ U小整理:适用於向量的常用函数有:
* j+ U7 @; `7 b$ c8 I; ?9 Y) g) Tmin(x): 向量x的元素的最小值 $ o0 F ^+ k, I+ t1 Q U7 D) n
max(x): 向量x的元素的最大值 ' Q6 P( u4 a3 q9 _2 @& }
mean(x): 向量x的元素的平均值
3 F1 ]1 W4 e* p1 g' q+ umedian(x): 向量x的元素的中位数
! `( ]: P9 r4 Ystd(x): 向量x的元素的标准差 # m2 E3 [9 P# [: Q- ?6 }
diff(x): 向量x的相邻元素的差
) b) [" |/ o7 z: d- esort(x): 对向量x的元素进行排序(Sorting) * c& J, I0 P; @- T& D1 Q1 F
length(x): 向量x的元素个数 6 q1 ?9 e+ e, t" o, p- E( i4 n
norm(x): 向量x的欧氏(Euclidean)长度 + ]2 B9 K+ I7 f, O0 N
sum(x): 向量x的元素总和 4 X* r: I. n/ K+ p% O1 Y
prod(x): 向量x的元素总乘积 + o9 z- x% y( x" v! n! P
cumsum(x): 向量x的累计元素总和 8 o4 O6 f4 D/ ?2 Y' r
cumprod(x): 向量x的累计元素总乘积
6 n- c6 i! C/ l7 Z* d9 ?1 Edot(x, y): 向量x和y的内积
5 J6 k1 Q, x4 Z8 G! ^% { ?cross(x, y): 向量x和y的外积
# }1 ?, D7 T% X(大部份的向量函数也可适用於矩阵,详见下述。)
% }& w# i4 ?- W; E=============================================== 9 } b$ |* }4 X6 ?
下表即为MATLAB常用到的永久常数。
" G& o# v1 {$ E r k4 d小整理:MATLAB的永久常数
) K4 f: i: @3 g) R* I3 ]8 Ai或j:基本虚数单位(即)
/ H A1 j/ z" N& _eps:系统的浮点(Floating-point)精确度
* n1 Z( c$ ]$ b K X& A k9 Yinf:无限大, 例如1/0
: D$ |( f5 F/ E8 w* Q# o8 W/ hnan或NaN:非数值(Not a number),例如0/0 ; S0 X$ d1 Q& L
pi:圆周率 p(= 3.1415926...)
. ]' ?7 T* W. R& n# W% Grealmax:系统所能表示的最大数值
" L% c* H$ m( a' W3 Rrealmin:系统所能表示的最小数值 ; K# A" o) w) c9 w6 Y$ s) @3 ?" S
nargin: 函数的输入引数个数
/ x# J _3 B) k8 O# V8 `nargin: 函数的输出引数个数9 u' Z3 L6 Z1 H
发信人: chdchd (大虫~~游大街.....), 信区: MathTools* u/ P @) G/ J8 V
标 题: Matlab入门教程--二维绘图' i, t( r! O) H+ c0 N, m
发信站: 交大兵马俑BBS站 (Mon Mar 19 11:21:57 2001), 转信6 I3 J3 t$ I& n, i6 |8 y5 Q
MATLAB 程式设计与应用
( m7 E1 z) {* L. {& R0 x5 H7 m" R; k5 P2.基本xy平面绘图命令1 d/ n, \# b) ]! ^# `
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
* \- c/ w: N9 A9 Q(Scientific visualization)。本节将介绍MATLAB基本xy平面及xyz空间. M( R% |- i1 m6 o( N9 {: M7 C6 H; K, N3 X
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。
1 e' o9 L; o# z! W# K" W; f6 Q8 `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
. g9 |$ e9 D2 `) m线上每一点的x及y座标。下例可画出一条正弦曲线:1 v8 N8 g( I& f
close all; x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100个点的x座标+ s) y5 ?8 R7 q0 t+ o
y=sin(x); % 对应的y座标8 N) |) L/ C- S: S- B) a# s
plot(x,y);, n2 h2 Y3 B0 z9 I2 n. Y. ]. h
====================================================
: Y0 V6 C* [9 x4 X/ E2 z- F, a小整理:MATLAB基本绘图函数
$ v% c" L& a- Q7 l- h' X0 u- Rplot: x轴和y轴均为线性刻度(Linear scale)7 G- @+ o" G- E3 [+ j/ C; M. B
loglog: x轴和y轴均为对数刻度(Logarithmic scale)) _4 q% A2 j; }
semilogx: x轴为对数刻度,y轴为线性刻度+ P& p6 i5 M3 ]- a7 s
semilogy: x轴为线性刻度,y轴为对数刻度
4 B7 Y& K. B) @====================================================: a2 b( Q) J4 T5 p; x3 V
若要画出多条曲线,只需将座标对依次放入plot函数即可:9 f0 J! h! m- A4 o/ [
plot(x, sin(x), x, cos(x));
6 D& X! P N' p8 M7 a. a# Y6 }若要改变颜色,在座标对後面加上相关字串即可:6 z& f$ F8 k5 I+ M& N8 D
plot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g');
$ Q$ U/ Q; {, s$ }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+ b4 @* C. a% N, W
关字串即可:
; L! ^5 l9 f8 Y L& m* S4 I) Aplot(x, sin(x), 'co', x, cos(x), 'g*');6 v+ Q1 S- V+ v9 o& b9 y7 h
====================================================
8 x4 S. C1 j& p) X小整理:plot绘图函数的叁数
$ L0 z+ H, H+ {# a字元 颜色 字元 图线型态' q6 u& }) g, m! ?" C% Q2 K8 g6 ]
y 黄色 . 点2 b; l& N2 q0 Z) o
k 黑色 o 圆: x/ C% O/ P. i; i$ x8 N$ M- i
w 白色 x x- I. J2 l) F# _5 T
b 蓝色 + +
: r) }- d3 {5 ig 绿色 * *
3 }" X8 q8 }7 ^ {1 ?r 红色 - 实线
% Y' \; L; a1 Q/ Q+ p- X2 v2 I. _5 Mc 亮青色 : 点线" P- E/ @2 ]# o4 R
m 锰紫色 -. 点虚线2 A( s3 I2 W3 @, R
-- 虚线
/ d0 g" B$ r9 i4 b6 D; S. {9 W====================================================
- `9 A+ u# K9 y' |" O% y: B p图形完成後,我们可用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数来调整图轴的范
2 _! k7 |7 S: [- h围:
1 p& K H7 o; o* X$ a/ Zaxis([0, 6, -1.2, 1.2]);2 j$ Y1 Y2 B( H2 W d
此外,MATLAB也可对图形加上各种注解与处理:
1 k! q0 v+ U/ Mxlabel('Input Value'); % x轴注解
4 a" O; A, n( I Jylabel('Function Value'); % y轴注解5 x+ B2 E& F0 k8 z4 K4 w. A/ j3 y, x
title('Two Trigonometric Functions'); % 图形标题
3 `$ M# S, M4 k7 H- Olegend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 图形注解3 Z- c5 l/ Q3 G
grid on; % 显示格线7 ^5 c! [- C: I3 U+ n! T- e+ W
我们可用subplot来同时画出数个小图形於同一个视窗之中:" b( T% ]" `4 |& W" @
subplot(2,2,1); plot(x, sin(x));
! D2 N6 n- n7 F. n. }4 ~. Z" Y7 f1 S4 Bsubplot(2,2,2); plot(x, cos(x));
' [; B) X0 T n) lsubplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));
& ~ f D O# T1 H& q6 l- bsubplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));3 @3 x2 i2 ^8 Q. D
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。% n' |& ~* M, F: g# \) F
====================================================
F+ G$ S8 q& M5 k& G" @5 K, m( G小整理:其他各种二维绘图函数
8 x* F; K* Q# U: }9 sbar 长条图
$ i) [* p4 o- U$ X- Nerrorbar 图形加上误差范围* }- h2 @ U/ t, H0 b5 e
fplot 较精确的函数图形& w1 }# T+ O: x1 q0 T
polar 极座标图6 Y" j3 I& F3 e
hist 累计图* w7 u1 V$ j+ l2 {2 w A# e% P
rose 极座标累计图
4 {- k4 w2 i8 b$ E7 hstairs 阶梯图 |- D6 n3 K( ?
stem 针状图$ J& E$ x1 |8 e) V/ @! P/ ~; z; R% M
fill 实心图: M- D& R+ i" _1 F
feather 羽毛图
/ b" S6 Y) R ?) i3 ]$ H8 Qcompass 罗盘图4 ?8 O: i4 _' X9 c
quiver 向量场图2 f1 F# g; `, E3 ~9 ^* d% p
====================================================( m7 F# _' |7 n4 ~( P
以下我们针对每个函数举例。
/ F! L j/ R# P- b当资料点数量不多时,长条图是很适合的表示方式:
. E/ e$ D7 [$ z4 T. _; L' ~3 Dclose all; % 关闭所有的图形视窗
; z; \) R) n: h- }, h. J! d1 O2 {x=1:10;9 q6 L! U( ], v% h, h. b7 ^6 {" @( U$ j
y=rand(size(x));- e7 L0 b5 C8 J0 p
bar(x,y);& T X+ t! C n9 V) I
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
& z+ c$ \& e& ~2 \) n. o资料的误差量:
?8 X1 m+ Z5 L: F* ^x = linspace(0,2*pi,30);
+ b& ^8 p, k: L' r" N$ f9 [y = sin(x);
( j# ^( F1 w- x, U. n1 me = std(y)*ones(size(x));# v0 P& L7 m1 F# I
errorbar(x,y,e): V, y$ g0 P% F6 a, c8 e
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; U7 G5 K' Z* a0 O. h8 ^4 g2 X% s
行较密集的取样,如下例:! J' I% E. X* n1 @; @" [
fplot('sin(1/x)', [0.02 0.2]); % [0.02 0.2]是绘图范围
! O8 T7 l9 E4 R; `% m' e+ q若要产生极座标图形,可用polar:
+ w" Y, A6 }7 G/ {; V) V- U; _theta=linspace(0, 2*pi);
+ _- O; o% h, c* u) Y- D3 C$ h5 sr=cos(4*theta);
8 |" ?# s5 D7 z* M' f/ c Epolar(theta, r);
( `3 O5 E, a Z# E8 }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! e# t" @7 v% w% Q
几个命令可用来验证randn产生的高斯乱数分 :: Z- }# w( o; X8 j
x=randn(5000, 1); % 产生5000个 ?=0,?=1 的高斯乱数
: O# g- Y+ b+ g$ i7 Hhist(x,20); % 20代表长条的个数5 l1 F4 \6 M9 r5 g$ V
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,?( w$ G% W$ [3 o" S- c' K; Z2 J
用极座标绘制表示:/ b8 f" }0 x! O3 k5 y$ y- `
x=randn(1000, 1);
, S& V7 z/ g1 ^3 x( e$ \$ B9 trose(x);
2 G/ M$ d" x7 L1 |2 v, J5 Qstairs可画出阶梯图:) V& g4 U& T. q; ~5 O
x=linspace(0,10,50);
, V f5 v& ^: q8 H) n: py=sin(x).*exp(-x/3);
1 b3 q' h$ F# [( ^stairs(x,y);9 ^ ^" @, V3 \$ J
stems可产生针状图,常被用来绘制数位讯号:/ Y6 A: R" I+ i7 ], h2 e0 N
x=linspace(0,10,50);0 h$ Y& e; O( i1 }: [+ n3 F* r
y=sin(x).*exp(-x/3);
6 r+ Q# c6 _; N p* estem(x,y);
! _: W) T2 ]) R6 S. Nstairs将资料点视为多边行顶点,并将此多边行涂上颜色:
& o7 G, R8 O% n- J& y6 T& ^- Zx=linspace(0,10,50);1 ]) D, t7 f- X* q% P$ H
y=sin(x).*exp(-x/3);* ^ h& E* z1 ?$ w8 x g
fill(x,y,'b'); % 'b'为蓝色6 I% f- ~, n5 o& v0 M% R& n
feather将每一个资料点视复数,并以箭号画出:$ S- |" ?& o ]+ W* [1 U
theta=linspace(0, 2*pi, 20);' O& K' R- w4 P
z = cos(theta)+i*sin(theta);5 o- |4 \+ Z, ]
feather(z);
5 n" f* E; M' i& }& Qcompass和feather很接近,只是每个箭号的起点都在圆点:' q" { h7 ~# X
theta=linspace(0, 2*pi, 20);1 j; c7 W" e9 J7 n8 N
z = cos(theta)+i*sin(theta);+ l6 _+ v( C0 M
compass(z); |