MATLAB常用的基本数学函数及三角函数# }. B5 G+ |- Z
4 M' z6 T0 H6 A: a$ k o1 X. K$ U
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/
' M" V- F& G" |2 O# R以下即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数: 0 W9 r, a) @8 W
=============================================== " b7 X& W( M+ s0 O
小整理:MATLAB常用的基本数学函数
5 w: p2 C# ]. w' v/ r4 Q( c5 \) Qabs(x):纯量的绝对值或向量的长度
$ o0 [5 [# k7 ?" e1 `angle(z):复数z的相角(Phase angle) 5 O; e! k- } C# e8 T
sqrt(x):开平方 * p3 F2 ^: J- G% o$ R8 l7 h
real(z):复数z的实部 " v, V' F1 L E; ]4 I9 e0 R- Q, G
imag(z):复数z的虚部
. \' f( T# }& d$ yconj(z):复数z的共轭复数 4 U* `5 s, b4 } }% x
round(x):四舍五入至最近整数
) Q& ~$ n' c) `; q, hfix(x):无论正负,舍去小数至最近整数 ! U8 I0 E9 U0 n7 k3 u
floor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数
6 C! R) l2 E; Y! L9 h4 }$ Xceil(x):天花板函数,即加入正小数至最近整数
' F$ i! |" o/ q4 drat(x):将实数x化为分数表示
, }# u3 h, L* s8 ]8 g+ N' Prats(x):将实数x化为多项分数展开 1 O& M; n( h7 `6 o( _
sign(x):符号函数 (Signum function)。
3 B, H5 x5 m! F" ~/ T# Q当x<0时,sign(x)=-1;
( \0 T+ r7 J3 W+ c. n当x=0时,sign(x)=0; . f* T& u1 j$ J: P" f
当x>0时,sign(x)=1。 0 p! L( ?( |: E4 [( d
rem(x,y):求x除以y的馀数
& ?% v, `0 y8 Q$ s- a; D0 ?4 Ugcd(x,y):整数x和y的最大公因数
" E6 t* \- U8 Y y! glcm(x,y):整数x和y的最小公倍数 ) X+ e8 x( G' @5 F
exp(x):自然指数 , I' h+ m2 t! l! Z8 U2 w
pow2(x):2的指数 T& b5 B4 k) i- d4 S: K7 U' e
log(x):以e为底的对数,即自然对数或 % g( ?- g6 v: i1 u! c8 O
log2(x):以2为底的对数
! g& \3 ?( B3 v$ _: [log10(x):以10为底的对数
- |, Q. G% k; w& {2 c$ h: }===============================================
) D1 L3 u# `, n5 A% t8 ]小整理:MATLAB常用的三角函数 5 I1 r% y5 E0 r
sin(x):正弦函数 $ M3 O9 i- w: s# U2 F3 b
cos(x):馀弦函数 * q6 L2 i3 i- x: O4 e: H9 y+ K9 j$ f1 ~
tan(x):正切函数 & A4 [$ V' x& T" d) Q
asin(x):反正弦函数
[) M0 @% c8 _- j; t6 R9 gacos(x):反馀弦函数
0 u" l+ C& W* J5 t$ patan(x):反正切函数 - S, ~4 n* j) f: }6 z: W
atan2(x,y):四象限的反正切函数
$ ^3 W* @3 {- q% gsinh(x):超越正弦函数 3 ]7 Q1 E) B& ~) S4 a; P3 b
cosh(x):超越馀弦函数
7 l( ~8 o6 c8 g8 K/ R& N, m" F: w8 f5 ztanh(x):超越正切函数
4 [5 C" O/ M3 p# C2 B5 Easinh(x):反超越正弦函数
5 p5 N$ ~- y" Y, l4 ~8 ?3 facosh(x):反超越馀弦函数 6 r% L. `* W" x6 T" F
atanh(x):反超越正切函数
% o2 p4 \ Y" k# f1 |===============================================
9 y& l7 [( ]: ?2 `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
/ h' K7 ] K1 Qvector)运算:
7 o2 A* m2 Z1 c) E, h( Z3 e6 O( f+ Q& d0 T0 X3 ?: x5 {
x = [1 3 5 2]; 3 `5 |0 T) K/ ~* ]8 n. T& M" F
y = 2*x+1
3 j% c7 y9 a7 c3 j+ vy =
9 Z+ Q" Q. S4 [3 7 11 5 , e6 S: Q# a( b2 B" K3 R
=============================================== n* V' g. a4 Y& S, k- g8 A
小提示:变数命名的规则
+ i" U2 l w9 h# b9 y 1.第一个字母必须是英文字母 6 J' u) C( m$ l: g6 h0 l
2.字母间不可留空格 / o. t3 A- m1 B4 F& o( X% h# I2 k, w
3.最多只能有19个字母,MATLAB会忽略多馀字母
# _( Z7 Q1 X4 ?- d2 B4 z( N% X, d=============================================== ]7 r" t, v7 |: i( v; `
===============================================
3 ^; J* R7 {. s; I7 k/ o. N小整理:适用於向量的常用函数有: + C' q m1 Y3 g( X& o1 M; o
min(x): 向量x的元素的最小值 $ k$ {5 H3 {4 H0 V P! y5 r; e4 q
max(x): 向量x的元素的最大值
0 z' t( A. W# K& P3 ^mean(x): 向量x的元素的平均值 4 l7 x- x8 j2 V* J( G
median(x): 向量x的元素的中位数 : R% R' S5 k% h& C/ K2 M" A
std(x): 向量x的元素的标准差 ; |; V8 ~5 J/ p
diff(x): 向量x的相邻元素的差
( C X2 D! \* W2 Dsort(x): 对向量x的元素进行排序(Sorting) 1 \- L2 i9 r @* D& g' _! d
length(x): 向量x的元素个数 {1 Z9 [- l% F e
norm(x): 向量x的欧氏(Euclidean)长度 # J. t& L! I! z/ X' I( _
sum(x): 向量x的元素总和
5 k) K; ~5 S9 wprod(x): 向量x的元素总乘积 2 b9 M' t- ?& d7 E6 w/ |
cumsum(x): 向量x的累计元素总和 " r5 X4 x+ t, b0 h3 N
cumprod(x): 向量x的累计元素总乘积
' X/ ]) f* B9 ^$ i+ Y. H' ldot(x, y): 向量x和y的内积 ' C/ P! i# r+ r; H& _
cross(x, y): 向量x和y的外积
2 |( j D" Q' T# a(大部份的向量函数也可适用於矩阵,详见下述。)
3 x: d; F3 P" X1 _' F$ x. Y0 L===============================================
+ w$ U! ^, i1 j0 _) ]2 ^. ?$ r& C下表即为MATLAB常用到的永久常数。 ( O0 g# n; H" P$ n
小整理:MATLAB的永久常数
+ t/ p, Q3 t. i) Y. |9 z5 _7 J0 oi或j:基本虚数单位(即) / y) U- c: d i3 ^1 Y
eps:系统的浮点(Floating-point)精确度 " ^- F4 b+ P& X. f
inf:无限大, 例如1/0
& }0 J% R* E4 E! dnan或NaN:非数值(Not a number),例如0/0 0 |* y k+ H7 S& q. ]9 s
pi:圆周率 p(= 3.1415926...) ; o; S, A) q% c3 a5 y# z
realmax:系统所能表示的最大数值
0 S) H8 K' F1 d6 vrealmin:系统所能表示的最小数值
" r. R3 l u& v7 V. lnargin: 函数的输入引数个数 2 t3 `- o8 b6 u8 u
nargin: 函数的输出引数个数2 u$ N- X/ K! V, X+ H0 D
发信人: chdchd (大虫~~游大街.....), 信区: MathTools2 \/ p( |+ M( y: D# U4 X) f
标 题: Matlab入门教程--二维绘图
$ M/ T& I. Q: z2 U, m( I7 \' C发信站: 交大兵马俑BBS站 (Mon Mar 19 11:21:57 2001), 转信+ R) r! j& d( G* b
MATLAB 程式设计与应用# f# U! q2 p& _+ Y+ }7 u; \
2.基本xy平面绘图命令- j) d: S" l0 D9 L' ?7 F
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
$ S& Z. I6 O, ~* G(Scientific visualization)。本节将介绍MATLAB基本xy平面及xyz空间
: H- R# A! [4 `$ s6 i& \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。8 @0 S( @6 `) z5 |" g2 \* Y* W9 v; A
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: h2 D, h5 r' M! _
线上每一点的x及y座标。下例可画出一条正弦曲线:
$ O3 L8 C0 a6 L" k+ |! Mclose all; x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100个点的x座标
1 i" Q* S8 b) F5 my=sin(x); % 对应的y座标
6 X- {2 g V8 D9 L# p% D+ L( }plot(x,y);
& j' F: H8 ?/ y) `4 R# Y' P====================================================
5 F7 f" w9 I. m小整理:MATLAB基本绘图函数
3 p* f. W1 `9 v% G7 w \plot: x轴和y轴均为线性刻度(Linear scale)
* V5 a3 ]7 Z8 ?0 j% z6 ploglog: x轴和y轴均为对数刻度(Logarithmic scale)- W) F/ m$ a( T. i& i
semilogx: x轴为对数刻度,y轴为线性刻度
& w4 x, l K, V8 n8 j+ _semilogy: x轴为线性刻度,y轴为对数刻度) i+ d1 l1 t$ [
====================================================
1 O# W4 Q2 S5 H2 ~6 o8 E1 @1 p% z若要画出多条曲线,只需将座标对依次放入plot函数即可:3 Y- @ a' l2 l! n
plot(x, sin(x), x, cos(x));
% i. v* \- s0 @& J5 R" O; i若要改变颜色,在座标对後面加上相关字串即可:
! B4 H, V9 F7 [7 m. _plot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g');% y& U0 h" h5 r) s4 w2 ~9 e6 _( Q
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
5 c) P7 b. _& J1 f8 Z7 D" o关字串即可:0 @) T6 `6 s" F3 `' i% x# B# V2 n$ X
plot(x, sin(x), 'co', x, cos(x), 'g*');6 a: c, n$ J5 t0 E4 ~4 O
====================================================4 ^& f2 M* h& N; b6 f. ]
小整理:plot绘图函数的叁数( ]$ |. T" x9 X- w7 w
字元 颜色 字元 图线型态( M8 |: ~& M1 N; t* O1 y
y 黄色 . 点
+ h5 l% @: q4 Z, \9 v! s# ]k 黑色 o 圆7 ^3 t3 B5 c0 S8 D* B% X6 a# R
w 白色 x x
4 @3 |: l; h1 }" ^ R+ N8 j: bb 蓝色 + + A v W: u9 H/ W. X
g 绿色 * *
% C- J8 M! V# d4 P1 x" w W* [r 红色 - 实线# q8 r0 ]# D2 s/ r2 j H8 _) u
c 亮青色 : 点线1 q% b4 G$ l. i! _
m 锰紫色 -. 点虚线0 E# {( K4 ]' @5 C% u
-- 虚线
$ N) i x( `0 o* l; ^; b, k: j====================================================5 u4 H( t I& f5 {4 A
图形完成後,我们可用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数来调整图轴的范; h4 }! m- q" R% b; J
围:+ g" ?7 |4 R* v" K9 z, `2 O1 z
axis([0, 6, -1.2, 1.2]);% J, S0 W+ l2 W1 n! _* h5 C1 K
此外,MATLAB也可对图形加上各种注解与处理:
( y7 a4 ~' Y2 g& Dxlabel('Input Value'); % x轴注解& h, D; I' u. k* N0 ^
ylabel('Function Value'); % y轴注解
. T# @; g. @0 g1 c) M8 htitle('Two Trigonometric Functions'); % 图形标题% ]$ w5 V$ u- t' m H: v( [
legend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 图形注解
5 }# s+ W0 Y) Y e' v& [" G$ G6 M2 Kgrid on; % 显示格线0 f2 m6 R& u T9 B
我们可用subplot来同时画出数个小图形於同一个视窗之中:- X. Q' `# o. A; I+ `' o: h
subplot(2,2,1); plot(x, sin(x));
, W2 e1 e* E) E; |% Gsubplot(2,2,2); plot(x, cos(x));+ s4 `$ \2 z, i0 J+ [
subplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));% u8 v, Y" V- D( _. |1 k. k
subplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));
4 Z2 X; {3 Z& |2 D5 ~/ |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。
/ ^2 H& u3 k9 }8 K" X- [====================================================2 P5 ~7 [' v' Z' k5 _
小整理:其他各种二维绘图函数
+ e2 ^, P/ `5 [: [; nbar 长条图
3 E; v# b, p: |6 U: K4 u: [0 J6 ^, lerrorbar 图形加上误差范围% s* V7 j2 ]% L. m, k
fplot 较精确的函数图形! l, M+ {$ L& W/ W
polar 极座标图$ v& H+ {% x. @# m" D
hist 累计图
- j1 p i F" D. Zrose 极座标累计图
- Y5 b8 D$ x3 a& E/ Qstairs 阶梯图2 v, c1 y& E J
stem 针状图
- `6 c F% H2 ?5 n1 ?0 ffill 实心图9 }8 g% W: M! u& f! t
feather 羽毛图
7 N% C, h& R& V2 \1 Icompass 罗盘图
. _% |) b/ g. G0 U" {9 H2 x0 gquiver 向量场图
# `6 ]* x- r; u( G====================================================7 R; p8 ], {. J. c0 n- Z
以下我们针对每个函数举例。
* j, t3 L) ~; }4 O) O当资料点数量不多时,长条图是很适合的表示方式:! T9 _* v e+ H: h: ^% o. p
close all; % 关闭所有的图形视窗
( r: v2 J/ v- ]' A, D+ @* Xx=1:10;
! w7 W0 c- D6 uy=rand(size(x));
. {5 _/ L& N+ Xbar(x,y);( O1 z9 y3 d8 }; v
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
6 D4 d9 e: f1 `# g6 y资料的误差量:
( g, j. G, k0 w' n9 F0 Yx = linspace(0,2*pi,30);
) `3 j+ T1 P. t% t" J* k$ P3 z* B; Ly = sin(x);; @) Z2 k5 F7 g6 ~& h1 a/ f: O
e = std(y)*ones(size(x));
2 _+ [5 S' S$ i7 j& g6 nerrorbar(x,y,e)9 S' R/ W) e& }& o3 `7 z
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
$ t+ p! x4 m( F8 v行较密集的取样,如下例:
9 M. G' X- }% W3 g$ s* H ?fplot('sin(1/x)', [0.02 0.2]); % [0.02 0.2]是绘图范围; E; K% x1 J4 a3 L' c* [% H0 `
若要产生极座标图形,可用polar:
! l$ f' M0 O0 M, L7 vtheta=linspace(0, 2*pi);
% Q$ a2 {" \3 m7 [r=cos(4*theta);
/ q. u& X: g( Xpolar(theta, r);4 M& S. a" z& s/ z6 T! b0 r
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4 n& e, v0 r' T0 I% z" @8 x7 i
几个命令可用来验证randn产生的高斯乱数分 :
+ k9 d* o0 n s; w" S; `% dx=randn(5000, 1); % 产生5000个 ?=0,?=1 的高斯乱数 |9 P5 V. A! `: m* v1 P! [
hist(x,20); % 20代表长条的个数, H0 s+ V& Q* X% n3 [
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,?
/ j* q3 n3 n3 X, `& a: r: N n用极座标绘制表示:
; a" G! o; u$ n3 G( m: Zx=randn(1000, 1); W" t- p* G$ d$ B" q# g% w
rose(x);
+ Z# _ d/ m/ m4 `# fstairs可画出阶梯图:
+ r0 z! k3 p9 y' L9 Rx=linspace(0,10,50);0 ~% X) J+ Q( y/ M r
y=sin(x).*exp(-x/3);- y" ?. A3 s Q: `! z' z
stairs(x,y);
- ~& n$ j- A. S+ t5 X0 Pstems可产生针状图,常被用来绘制数位讯号:" j- Y* C* T; t0 l- Z
x=linspace(0,10,50);
: M) c8 b2 f* S' ?+ ]- F% ^y=sin(x).*exp(-x/3);
! p( E' V1 q5 i; N; E+ @stem(x,y);
1 @) \. d: s) i( @stairs将资料点视为多边行顶点,并将此多边行涂上颜色:1 m" ]) K; U9 p. q' J ]
x=linspace(0,10,50);7 }( P4 Q( e+ m( X$ a7 ?
y=sin(x).*exp(-x/3);
( |4 G; C6 x u% q) @fill(x,y,'b'); % 'b'为蓝色2 l$ ^( \0 T4 w
feather将每一个资料点视复数,并以箭号画出:
8 Z0 I7 G& a3 Y, Ztheta=linspace(0, 2*pi, 20);
R' B4 B {$ ]+ sz = cos(theta)+i*sin(theta);& _2 z3 r+ {& F( D4 b" a
feather(z);$ W: A: y: r6 T: y2 r9 z8 A$ u9 L
compass和feather很接近,只是每个箭号的起点都在圆点:" O( H- W2 Z/ r4 o" j0 X3 X
theta=linspace(0, 2*pi, 20);4 B. M# r- M$ _( V" f3 `
z = cos(theta)+i*sin(theta);- D" n4 L1 D3 ~% P( b
compass(z); |