MATLAB高层作图指南：从曲线到曲面

"MATLAB的高层作图主要涉及如何在数学建模中有效地利用该软件进行图形绘制。这一章重点介绍了基于数据和基于公式的两种作图方法，以及如何通过plot函数和其他相关函数来定制图形的样式和细节。" 在MATLAB中，高层作图的核心在于plot函数，它能够根据给定的数据或公式绘制曲线。对于基于数据的作图，MATLAB以曲线作为基本元素，曲面则是由多条曲线在不同方向上交织形成的。例如，通过plot函数，可以将一系列点(x1, y1), (x2, y2), ..., (xn, yn)连接成一条曲线，只需提供对应的坐标向量x和y即可。在调用plot函数时，可以附加字符串参数S来指定线条的颜色、线型和标记点的样式。 例如，以下是一些使用plot函数的实例： 1. 绘制等边三角形： ```matlab x = [0, 2, 1, 0]; y = [0, 0, sqrt(3), 0]; plot(x, y); axis off; % 关闭坐标轴显示 ``` 2. 在同一图形窗口绘制正弦和余弦曲线： ```matlab t = 0:pi/20:2*pi; plot(t, sin(t), t, cos(t)); ``` 3. 绘制单位圆： ```matlab t = 0:pi/20:2*pi; x = cos(t); y = sin(t); plot(x, y); axis off; axisequal; % 使x轴和y轴比例一致 ``` 当处理矩阵数据时，plot函数会根据数据的维度绘制不同的图形。例如，如果X和Y是同阶矩阵，plot(X, Y)将绘制对应列的曲线。若x是一个向量且其元素个数与Y的行数相等，那么x将与Y的每一列对应绘制。反之，如果x的元素个数与Y的列数相等，那么x将与Y的每一行对应绘制。 为了自定义图形的外观，可以设置曲线的线型、颜色和点型。例如： ```matlab t = 0:pi/10:2*pi; plot(t, sin(t), 'k--o', 'LineWidth', 3, 'MarkerSize', 6, 'MarkerEdgeColor', [100]); ``` 这个例子中，曲线是黑色虚线点，点的大小为6，边框颜色为暗色（数值100表示灰度）。 此外，MATLAB还支持在一个图形窗口内分割多个子图，使用`subplot(m, n, p)`函数来创建子图，其中m, n分别表示行数和列数，p表示当前选中的子图编号。这使得在同一界面内比较和展示多个图形变得方便。 MATLAB的高层作图提供了丰富的功能，包括但不限于数据驱动的曲线绘制、曲线的样式定制、多图形的组合展示，以及对复杂图形的精细控制，使其成为数学建模和数据分析中不可或缺的工具。通过熟练掌握这些技巧，用户能够更直观地理解并展示数学模型和数据的特性。