MATLAB常用的基本数学函数及三角函数9 k9 o4 t7 z7 {5 B/ R5 c6 K# A. |
, }0 `7 Z7 S$ 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/
0 O5 C! K! q& O/ P6 F" L2 z以下即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数:
4 [# x5 v- z/ z# k=============================================== ( s6 H/ w2 c9 E" n: @! ~
小整理:MATLAB常用的基本数学函数 0 `3 e6 T' [2 G' u$ ], S- f/ d
abs(x):纯量的绝对值或向量的长度
7 O+ D0 C# x. A8 iangle(z):复数z的相角(Phase angle)
- i/ S0 A7 U+ q, Usqrt(x):开平方
+ K- V) c$ U- U) ]9 qreal(z):复数z的实部 6 R R% Z z |4 D V& @2 W
imag(z):复数z的虚部
4 }& `6 p6 B. Z3 j2 Vconj(z):复数z的共轭复数
3 ?( U: S6 S+ U' L$ iround(x):四舍五入至最近整数 # A8 N" n6 K" P: W
fix(x):无论正负,舍去小数至最近整数
+ X8 e5 N; V+ K$ Lfloor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数 ) j. z9 d ]+ Y- P' D
ceil(x):天花板函数,即加入正小数至最近整数 4 t& `, j% m: G. P/ f
rat(x):将实数x化为分数表示 ! Y) j; G$ }! z& X }2 T8 h
rats(x):将实数x化为多项分数展开
- r* e/ y% M6 I1 @2 N, Z7 O6 nsign(x):符号函数 (Signum function)。 ) \3 v4 G" R# t' ~- ^1 v
当x<0时,sign(x)=-1; % f' b* q' A6 W4 Q
当x=0时,sign(x)=0;
8 A" `$ ~3 N7 D6 C当x>0时,sign(x)=1。 + x9 Q. w* e% t: J) i; F
rem(x,y):求x除以y的馀数 , e3 n4 g! e1 E8 W; ?& h0 A* j
gcd(x,y):整数x和y的最大公因数 ' Y2 G$ q0 Q* a& O5 S
lcm(x,y):整数x和y的最小公倍数
% C! ~% @8 B, H3 x/ f+ g. Sexp(x):自然指数 3 N" ?0 C% e0 D
pow2(x):2的指数 9 I9 F: A/ i8 F5 e1 K8 z
log(x):以e为底的对数,即自然对数或 ) Z/ y+ m2 d. B6 g+ }/ `
log2(x):以2为底的对数
; Z+ H" I" ]8 b, m7 J+ tlog10(x):以10为底的对数 3 k+ r. O L& r! S9 K
=============================================== ! N4 x+ P( C+ o( B/ E5 v
小整理:MATLAB常用的三角函数
; o+ M9 `; ~# U% L) Rsin(x):正弦函数
6 S- H! I( D: J4 tcos(x):馀弦函数
4 m5 m* m" X9 m; A( T) rtan(x):正切函数
: v3 |1 _/ @3 f0 uasin(x):反正弦函数
. F$ T# f' y; K0 k3 h! M: [acos(x):反馀弦函数 & j, t. l5 Y! F1 |2 T. R8 {
atan(x):反正切函数 ( B! j( S/ p& r. g. {" ]
atan2(x,y):四象限的反正切函数
+ L" k4 P4 e! @- x0 Gsinh(x):超越正弦函数
5 H$ |' i z* u, g: Q& ccosh(x):超越馀弦函数
+ m q" {. J7 U7 p6 l2 itanh(x):超越正切函数
+ ]! M7 e- T/ V8 x& V3 Yasinh(x):反超越正弦函数 6 _ X+ q3 w% B8 }" N
acosh(x):反超越馀弦函数
' F1 J! m8 T' F/ g: Zatanh(x):反超越正切函数 & L* l1 p, b1 S% V7 A0 C6 V
=============================================== ; w Z7 b& F w- Y% [* 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 + Q9 `2 S& [( R% Q/ ]
vector)运算: 1 L% T' j! J) P4 l
% h" i5 Y- {) ^) D! `9 Kx = [1 3 5 2]; 2 f" r* x+ ]3 J7 i9 Y1 U* I
y = 2*x+1 : `( t" q4 P4 k: ] W2 o' W
y =
9 m/ z% t1 e! Y0 v" y0 N3 7 11 5
1 l @2 c4 n' |, i' o- y5 D' M=============================================== " h0 K9 D& d! Q" \+ h" J
小提示:变数命名的规则
3 u; l0 ?4 S: k 1.第一个字母必须是英文字母 & `/ I' `' e# ] R1 z
2.字母间不可留空格
4 r3 Y6 ]* ?+ c* m7 A7 N/ K 3.最多只能有19个字母,MATLAB会忽略多馀字母 . h8 Q# p% n+ p6 ^; n- [
=============================================== 0 i. b" P' X2 ]% U9 H/ _+ l; a
=============================================== 8 N+ ^* b) w/ c& o% T+ t4 a: q+ j
小整理:适用於向量的常用函数有: 2 _# R5 _6 U. i+ T- T: Z1 b3 D
min(x): 向量x的元素的最小值
2 w: J3 }' @8 r! i Y- b: o! z# `5 ymax(x): 向量x的元素的最大值
9 q7 r) E7 c" i+ d2 h5 ]' Fmean(x): 向量x的元素的平均值 : o- h; I. r; t0 }' m p! X
median(x): 向量x的元素的中位数
0 v! ]$ a5 F, f0 d( {std(x): 向量x的元素的标准差 2 Y# S9 L: L6 o; I+ t. q7 X
diff(x): 向量x的相邻元素的差 / Q/ L; `) t" A2 V$ o c6 o
sort(x): 对向量x的元素进行排序(Sorting) i2 o) r3 o& u) [* S3 n, M9 y) m% H
length(x): 向量x的元素个数 . q( _2 g2 @2 E4 I/ b
norm(x): 向量x的欧氏(Euclidean)长度 & X+ {1 [ f9 c% ^# ~
sum(x): 向量x的元素总和 6 `: O8 ^ h, O" r
prod(x): 向量x的元素总乘积
3 j4 b$ ^ F: g) U9 g |cumsum(x): 向量x的累计元素总和
f/ V7 b( d1 o1 m' y- s+ ycumprod(x): 向量x的累计元素总乘积 : w" q' g, ?6 d9 }6 F- Y5 K# W
dot(x, y): 向量x和y的内积 3 V, T$ ~5 |$ h
cross(x, y): 向量x和y的外积
2 U, j0 }2 G0 a- q. J: C$ [(大部份的向量函数也可适用於矩阵,详见下述。)
; M5 E) Z& o* h2 l; X- @=============================================== " v! G* b M9 B& F0 g7 j& q- I
下表即为MATLAB常用到的永久常数。 . V# |7 |: T3 t5 }( G
小整理:MATLAB的永久常数
* G. ]! e6 X, a8 Qi或j:基本虚数单位(即) 4 c% L( S% A: d6 ^/ h, _ ~
eps:系统的浮点(Floating-point)精确度 : }3 M0 Q2 l+ y0 X) S0 A1 p B2 S
inf:无限大, 例如1/0 ; l w6 a/ T7 M; a3 W
nan或NaN:非数值(Not a number),例如0/0 $ R' j! m) C' I9 K) j( v5 B& d
pi:圆周率 p(= 3.1415926...)
. ^- y! Y/ g1 R1 G$ k3 wrealmax:系统所能表示的最大数值 ) h" p5 Z" U: H' v; c8 S
realmin:系统所能表示的最小数值 7 ? v" x- L/ l- b6 `
nargin: 函数的输入引数个数 ) R6 j o3 m/ h* i7 I
nargin: 函数的输出引数个数
! O0 o- L8 A0 r/ e9 e3 t发信人: chdchd (大虫~~游大街.....), 信区: MathTools
& W" j# `" E- n- a& [5 z7 x- I1 c5 Z标 题: Matlab入门教程--二维绘图
^, d1 C5 ~/ X8 E# m1 m1 {发信站: 交大兵马俑BBS站 (Mon Mar 19 11:21:57 2001), 转信
& v6 H P. @# m3 b" }- qMATLAB 程式设计与应用3 b& F \9 d7 U3 ~3 X0 z" q
2.基本xy平面绘图命令
2 h4 w6 {8 K. J5 Z) B9 wMATLAB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
9 U) L6 W& }& b$ m(Scientific visualization)。本节将介绍MATLAB基本xy平面及xyz空间' _* j, ?# x/ r2 H d! g' c
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。5 @/ G7 H9 q' A* T \3 ~
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( S/ V/ ~- r: b$ d
线上每一点的x及y座标。下例可画出一条正弦曲线:/ Y$ M3 \0 L6 M7 {8 q% t
close all; x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100个点的x座标
! x$ u9 t- R/ C! }y=sin(x); % 对应的y座标, u% ?7 p8 V3 m+ o# @
plot(x,y);
" U6 G) N# `& i( q====================================================7 E, q* y% w6 l+ u
小整理:MATLAB基本绘图函数
: ?9 }0 G5 Z# W8 cplot: x轴和y轴均为线性刻度(Linear scale)& H. p4 `9 T K$ c% n
loglog: x轴和y轴均为对数刻度(Logarithmic scale)
7 a) ]* u f3 f* F* b6 u8 A; _# dsemilogx: x轴为对数刻度,y轴为线性刻度
$ A2 D2 x% K! T: U' a+ i' asemilogy: x轴为线性刻度,y轴为对数刻度
- ]" n2 b$ a2 m g==================================================== H* l- Y5 R8 A, U- I4 K/ `( D
若要画出多条曲线,只需将座标对依次放入plot函数即可: E5 Z& x+ ^9 {' y, F
plot(x, sin(x), x, cos(x));
) k" {2 V0 D3 s, g5 h4 n$ ~: }$ y8 j2 M若要改变颜色,在座标对後面加上相关字串即可:4 D1 O4 o( i O- R
plot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g');% t9 d( H& X( M) q; V
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/ I" p2 k5 H; H8 P) k% ^) t9 R
关字串即可:' z3 J' O* p1 c, J
plot(x, sin(x), 'co', x, cos(x), 'g*');' J/ C0 z0 |2 s! J1 g
====================================================
. `4 A- b) {9 f; G( B小整理:plot绘图函数的叁数% x6 R) V+ i W! _
字元 颜色 字元 图线型态* }; _0 _! L& m5 A' G! H1 w
y 黄色 . 点
2 ]* p V: ^( C6 j9 Gk 黑色 o 圆# Y, o% G1 Q/ G. Z0 N
w 白色 x x5 W% s3 u3 v2 T
b 蓝色 + +6 x: ]* _* z6 v* B; P
g 绿色 * *
" o1 Y" i- ~# o6 s- F0 M- Dr 红色 - 实线0 U* x2 L! y/ P% A2 o6 @8 A* S
c 亮青色 : 点线
. e5 ~( @6 f4 {9 D1 o/ {m 锰紫色 -. 点虚线/ a. P1 ?8 u; {) i. _5 t( W+ {: x* |
-- 虚线, J" ]1 d( I' }5 p0 L! |7 u ?
====================================================
9 [( n! T5 ~& B: J; Z* z* R6 I( q图形完成後,我们可用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数来调整图轴的范
. |: [$ C; y X" t9 I; d围:; ~2 f, o% ]! m
axis([0, 6, -1.2, 1.2]);
8 z) R, s3 P# ^* \" |此外,MATLAB也可对图形加上各种注解与处理:$ q k: R$ y( s
xlabel('Input Value'); % x轴注解
- r2 A1 L4 l3 r7 m, l+ fylabel('Function Value'); % y轴注解& S8 N# C3 L# n \* \6 _4 L/ b
title('Two Trigonometric Functions'); % 图形标题4 V/ S- N. M8 Q& c1 a4 T
legend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 图形注解
& v/ y. k- X2 W. V9 [: ~grid on; % 显示格线' n1 W6 P' {: H3 m+ F0 f
我们可用subplot来同时画出数个小图形於同一个视窗之中:0 r2 e, t6 J7 [. y0 e' q# O% S
subplot(2,2,1); plot(x, sin(x));
- e8 H) @& c- e1 C9 hsubplot(2,2,2); plot(x, cos(x));
: ?* Q& _6 ^& k/ ?subplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));2 B M6 @: ?% e5 V0 R u
subplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));4 I( L$ p% @2 L( X% \
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。
/ r, I3 ]5 T/ `9 g8 h/ B; I====================================================
f+ p/ b% x$ [0 N5 k: e& I% S小整理:其他各种二维绘图函数
" e( m) l1 p4 j8 B& G- Ebar 长条图* P( k6 C+ C) s5 {6 v
errorbar 图形加上误差范围. k% }2 A! g2 E8 y2 q( h5 _( _4 C
fplot 较精确的函数图形
! f0 {5 m- }: f/ Y( q. Jpolar 极座标图
& u& Z8 p( H3 C6 shist 累计图4 W; Q8 V1 \+ b2 Q, e3 h3 y
rose 极座标累计图3 V. ]. S0 Z2 V2 v& w
stairs 阶梯图* @) G6 W4 m: [5 e- b
stem 针状图3 a/ o v6 D# [* c9 k
fill 实心图
4 t; F, {5 @5 [+ _$ H+ G) Wfeather 羽毛图8 }" Q3 }+ x+ {+ }+ f |) ?
compass 罗盘图 M) U" v9 |* a% d0 M
quiver 向量场图; R9 @$ K$ c% [ ~5 {1 G5 X M! V9 B
====================================================
$ r/ E; A2 B! d+ U以下我们针对每个函数举例。8 T; m; f ~5 a: e$ C
当资料点数量不多时,长条图是很适合的表示方式:; q8 p6 k5 w- R' {( z
close all; % 关闭所有的图形视窗
4 b/ i- R; z0 V7 E7 D4 |x=1:10;
+ r7 k6 z- r% A4 e& e2 ry=rand(size(x));
9 L0 f+ L1 X1 s; d8 Nbar(x,y);! V c7 M8 ~5 ?5 N" L
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
; h, t3 a7 X$ w, C5 m资料的误差量:
8 I2 E* b/ C' C$ x j) b; Nx = linspace(0,2*pi,30);0 l0 d' x6 e+ w. _, S3 g
y = sin(x);
7 N( [- \# y( ?+ ~0 ^: j+ ke = std(y)*ones(size(x));5 v i: ~7 O( o/ c3 b4 O- } W
errorbar(x,y,e)+ r L' d% T, ]) g1 m( I* A! V
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9 `/ X3 `- T: N3 K t+ R
行较密集的取样,如下例:
4 R3 ~' y; ?2 e' lfplot('sin(1/x)', [0.02 0.2]); % [0.02 0.2]是绘图范围# N T9 A0 q* Z$ {, ]2 X% \
若要产生极座标图形,可用polar:
; u; I f+ _2 p$ N! U% ttheta=linspace(0, 2*pi);7 ~; ~- D U- q- u( L
r=cos(4*theta);( f3 Y$ |% l# P/ w) n1 G2 W6 h3 w
polar(theta, r);6 @' V. Y' f% y3 ~6 D0 b
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
/ c' B" c/ r8 a4 o几个命令可用来验证randn产生的高斯乱数分 :2 y: M' f: f4 G7 y
x=randn(5000, 1); % 产生5000个 ?=0,?=1 的高斯乱数) m, x/ @1 m: K+ Y
hist(x,20); % 20代表长条的个数
" `6 N1 g! r9 H5 w6 v% b; \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,?
! r/ d6 M2 x5 D$ r3 t用极座标绘制表示:+ p# b7 u7 w* j* p0 G8 t4 |
x=randn(1000, 1);
' `: ^6 l0 Z4 W2 I) u$ i! prose(x);
2 j8 | q5 g4 @/ hstairs可画出阶梯图:; W/ @9 d3 ^' y+ O, f3 L1 W3 J4 `
x=linspace(0,10,50);
0 [" K0 }$ _- ay=sin(x).*exp(-x/3);
7 R8 o; B7 Z4 o* J4 p/ K/ k* f. ?stairs(x,y);
+ H7 ]% v! W% \8 M+ Xstems可产生针状图,常被用来绘制数位讯号:
/ e, P1 `/ U$ @+ z4 H" r! bx=linspace(0,10,50);
+ P% u* O, p9 v# C) P4 l5 Gy=sin(x).*exp(-x/3);( k& [5 p! _& t
stem(x,y);
6 ]9 `; N4 b; ~) H qstairs将资料点视为多边行顶点,并将此多边行涂上颜色:) R4 U8 O8 W1 V& l
x=linspace(0,10,50);2 I% M( m% C! y; w
y=sin(x).*exp(-x/3);* e! l- t7 w$ v0 N
fill(x,y,'b'); % 'b'为蓝色
9 Y- d" K- ^0 `9 A1 R* _feather将每一个资料点视复数,并以箭号画出:8 v) b8 \; H4 h1 E/ Q
theta=linspace(0, 2*pi, 20);
% i2 m3 ^- a" `5 W8 Z, Oz = cos(theta)+i*sin(theta);. M3 N3 G; s2 N, H4 e
feather(z);7 s% m% s/ W8 s7 O
compass和feather很接近,只是每个箭号的起点都在圆点:
7 |! S' H* K8 Utheta=linspace(0, 2*pi, 20);+ s; e/ z. d% h/ @- N
z = cos(theta)+i*sin(theta);
5 N5 \# G z; ecompass(z); |