MATLAB坐标控制与二维曲线绘制教程详解

MATLAB是一种强大的数值计算和可视化工具，在图形绘制方面具有丰富的功能。本文主要介绍如何通过`axis`函数对坐标进行精确控制，并探讨`plot`函数在创建二维数据曲线图中的应用。 `axis`函数是MATLAB中用于调整图形窗口坐标轴范围的重要命令，其基本调用格式为`axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax])`。这个函数允许用户指定每个坐标轴的最小值和最大值，从而确保图形显示的合理性和精度。除了基本格式，`axis equal`使坐标轴长度相等，适用于需要保持比例关系的场景；`axis square`则创建正方形坐标系，适合于展现数据的对称性；`axis auto`会根据数据自动调整坐标轴；`axis off`隐藏坐标轴，`axis on`则显示坐标轴。 `plot`函数是创建二维数据曲线图的核心，基础用法是`plot(x, y)`，其中`x`和`y`是两个长度相同的向量，分别表示x轴和y轴上的数据点。例如，第一例展示了如何在`0≤x≤2π`区间内绘制函数`y = 2e^{-0.5x} \cdot \cos(4\pi x)`的曲线，通过定义适当的x值和对应的y值，然后调用`plot(x, y)`来生成图形。第二例演示了如何绘制由两个表达式定义的曲线，如`x = t \cdot \sin(3t)`和`y = t \cdot \sin(t) \cdot \sin(t)`。 对于`plot`函数的简化版本，仅输入一个向量`plot(x)`，当`x`是实向量时，它将绘制以x的元素为横坐标，元素值为纵坐标的折线图。如果输入参数是矩阵形式，`plot`可以处理更多复杂情况： 1. 当`x`是向量，`y`是与`x`有相同维度的矩阵时，`plot`会根据矩阵的另一维绘制多根不同颜色的曲线，横坐标由`x`提供，每行或每列对应一根曲线。 2. 如果`x`和`y`都是同维度的矩阵，那么`plot`将以矩阵的列元素作为独立的曲线，绘制出多条曲线，曲线条数等于矩阵的列数。 通过熟练掌握这些基本的绘图技巧，用户可以在MATLAB中高效地创建各种复杂的二维图形，展示数据趋势和关系。