MATLAB常用的基本数学函数及三角函数
) `% Y }; A; w% `, ?5 m G6 I) { M, y. a W( w' m
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/
) `; e5 Q9 j- M7 i$ t# h+ ^以下即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数:
F6 ~7 S8 N2 ^7 w) m=============================================== 0 I; n( b: i3 ? k" V% B7 G+ Y3 v
小整理:MATLAB常用的基本数学函数 / |( e' m( F0 D
abs(x):纯量的绝对值或向量的长度
: n5 \- f; a8 N* o1 Kangle(z):复数z的相角(Phase angle)
% V/ p: G0 D q/ b5 n5 _sqrt(x):开平方
, n. a# B1 S" B& Vreal(z):复数z的实部 5 J$ a7 a& U# W" U: }. |, u" p
imag(z):复数z的虚部 : E; |1 O/ F }4 X4 U A6 X8 h
conj(z):复数z的共轭复数
9 g4 v$ s9 h# @; \round(x):四舍五入至最近整数
! `, `5 J! [6 K; m! y" ~" v: gfix(x):无论正负,舍去小数至最近整数 5 x! Z" p* z$ z' I
floor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数 " w. y% I9 u T- G4 d" C
ceil(x):天花板函数,即加入正小数至最近整数
s# Z8 E* ~' S, Trat(x):将实数x化为分数表示 l/ E* ]4 D/ x( P
rats(x):将实数x化为多项分数展开 ; F; |7 t. e3 Q3 e8 z0 M$ @; b
sign(x):符号函数 (Signum function)。 , |5 p' D+ y( ]% ^
当x<0时,sign(x)=-1;
; ^* p6 [$ Z( |8 M: }当x=0时,sign(x)=0;
- ?: h7 T- u: N3 M1 I% H U) ?当x>0时,sign(x)=1。
* F+ j. }4 J/ L, ]" t6 `$ orem(x,y):求x除以y的馀数
) H; g* r @; m6 rgcd(x,y):整数x和y的最大公因数
# F% B7 D/ i5 Z3 Z9 {lcm(x,y):整数x和y的最小公倍数 H6 P$ q/ x* y. B
exp(x):自然指数 - c* F% q% b# K( P% e1 i0 {0 H- Q+ Q
pow2(x):2的指数
. N2 g5 g' `2 qlog(x):以e为底的对数,即自然对数或 " S# u: J( ^4 z6 ]9 T+ G9 P
log2(x):以2为底的对数
" p! A+ n; d5 j, H. t) `6 g' H/ |log10(x):以10为底的对数
! Z% S7 T* @: m9 U; D4 c! u5 C=============================================== # W. V# V, u* B2 c3 o* {- c8 k
小整理:MATLAB常用的三角函数 . ^2 @% ?/ ?$ @; C f) ?
sin(x):正弦函数 2 [! N- a* g6 {. P' A
cos(x):馀弦函数
/ O$ P+ ^: ^! O3 k+ c/ V8 J/ itan(x):正切函数
, m0 h: ~" C3 ?. _6 fasin(x):反正弦函数
; Q8 r" l3 D" J# k p2 ~1 @acos(x):反馀弦函数
9 @0 P+ u1 q: L5 K: \' W- @atan(x):反正切函数 0 P ^4 J+ i* }6 [) p
atan2(x,y):四象限的反正切函数 0 y( w' J% G. r- `6 D' k* ~
sinh(x):超越正弦函数 . B5 D6 y# |7 A, {' \3 o
cosh(x):超越馀弦函数 - E; [' l$ _# U- d) b# f7 @
tanh(x):超越正切函数 & I# d& d. q I& I1 H/ K
asinh(x):反超越正弦函数
0 ?7 v# B2 N8 s% ^* P! Dacosh(x):反超越馀弦函数
3 { U2 k1 N1 M7 D, A4 w$ Batanh(x):反超越正切函数
) a# ^' [. f3 ^' I9 ]6 C+ Z=============================================== 0 U4 J6 z! J6 e8 h4 R
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 6 L4 K' D6 c$ b% D# g' R
vector)运算:
* A: \# d: Z7 _5 S) h1 c' r
/ w2 x( f# `' M) }x = [1 3 5 2]; ' T# s% ^( Z. D6 N- d
y = 2*x+1 - u4 B2 o; w2 P; z: g0 C% _
y = ' H3 u2 b8 d% K x
3 7 11 5
" W0 _; V: Z6 m===============================================
- j; Y1 @* F- l1 K) ]0 m) E! U小提示:变数命名的规则
# z- q, A# R8 b: Z$ a 1.第一个字母必须是英文字母 7 j# f0 w4 a9 J( X8 x/ S
2.字母间不可留空格
( e' Y j+ d: F) B: V 3.最多只能有19个字母,MATLAB会忽略多馀字母 7 V4 M5 P5 k" d9 W. @( {
===============================================
% ^$ ?4 ^" Q8 o* S=============================================== 1 e6 f/ i; H; S: p8 O6 p1 C: w- e$ @- X' E
小整理:适用於向量的常用函数有:
/ |, C. h9 t2 s1 D2 ^min(x): 向量x的元素的最小值 ! l& u4 M: f6 w8 O# B/ v
max(x): 向量x的元素的最大值
$ B) X$ i! y+ b$ ~: [mean(x): 向量x的元素的平均值
$ C* c$ a+ q8 \! z$ _. w+ cmedian(x): 向量x的元素的中位数
: c" ~& n" f) N2 O- Dstd(x): 向量x的元素的标准差 # q: K2 p9 V0 ~+ ^/ p" o, S* p
diff(x): 向量x的相邻元素的差 ) ?; W& j7 E; v- ?
sort(x): 对向量x的元素进行排序(Sorting)
' ? K( O. [5 E- Xlength(x): 向量x的元素个数
- G2 t1 y' R( I1 L j. d" Pnorm(x): 向量x的欧氏(Euclidean)长度 ! m1 n# \- x+ c5 W: t# e& q$ |
sum(x): 向量x的元素总和 & d4 k& l2 C6 l- v: ?
prod(x): 向量x的元素总乘积 / L) U, V) t, F$ K5 {- o9 l
cumsum(x): 向量x的累计元素总和 6 h' ` E, D% e: E
cumprod(x): 向量x的累计元素总乘积 + C; x+ ]6 A" N9 H& G O
dot(x, y): 向量x和y的内积
8 p- `- h9 |# e/ tcross(x, y): 向量x和y的外积 6 a @8 i" [! ?, q) C+ D {5 T3 O
(大部份的向量函数也可适用於矩阵,详见下述。) ( T- n- z" p8 Q# B" J7 z# G
===============================================
. O5 L" G; z: [. A# ^: S下表即为MATLAB常用到的永久常数。
9 F$ R6 |5 {- O小整理:MATLAB的永久常数
0 }, q' v2 k' Y6 g5 zi或j:基本虚数单位(即)
0 Z8 Q* g9 H& v r& @eps:系统的浮点(Floating-point)精确度 $ O4 z+ v- @) E# Z$ m5 q% s
inf:无限大, 例如1/0 8 e: I5 h2 C( b! i, }
nan或NaN:非数值(Not a number),例如0/0 6 _9 T8 y5 L/ h, V
pi:圆周率 p(= 3.1415926...)
1 [' b* A* {9 i: }realmax:系统所能表示的最大数值 " B1 Y2 `. S Z: A
realmin:系统所能表示的最小数值 / f& M" M% I# H: W. H5 B3 Y( o
nargin: 函数的输入引数个数 * e6 H7 r/ C) Q# ~
nargin: 函数的输出引数个数
5 k7 t% C9 ]# y发信人: chdchd (大虫~~游大街.....), 信区: MathTools
7 ^& r K% F, y- e; G标 题: Matlab入门教程--二维绘图1 N s. O2 W. e6 d
发信站: 交大兵马俑BBS站 (Mon Mar 19 11:21:57 2001), 转信+ a" f6 T9 G; p0 C ?: m5 f+ a6 H
MATLAB 程式设计与应用
0 [# R7 f; e/ z' W; u" [ @" J2.基本xy平面绘图命令2 r. \! r- E% Z; k4 H- {
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$ o% e0 P, y! J5 w. g4 O1 y0 W; f(Scientific visualization)。本节将介绍MATLAB基本xy平面及xyz空间
6 _$ J& z& n" l. G* k4 [/ h) w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。
% n4 @( v e6 y. c8 \7 Oplot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 m9 G2 s1 `' }& w) u5 e
线上每一点的x及y座标。下例可画出一条正弦曲线:
1 K6 s) z" o( J& b; N- F+ K" Fclose all; x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100个点的x座标, e9 a9 G4 }& O7 P8 K* ^. ~, {) q
y=sin(x); % 对应的y座标
+ K3 `+ J# Y1 Z: d A$ s* I& fplot(x,y);4 o5 N% `# h3 c' I* T' r3 j
====================================================
0 G1 R) r9 k9 F$ E/ b/ N2 l2 o3 v小整理:MATLAB基本绘图函数0 S3 I1 T7 V. f6 v* l! y& @& z
plot: x轴和y轴均为线性刻度(Linear scale)& ^- l; G# I4 ]8 q3 Z, T2 k
loglog: x轴和y轴均为对数刻度(Logarithmic scale)
' E) ^6 K( n$ C3 L% P& T/ Ksemilogx: x轴为对数刻度,y轴为线性刻度- n9 t4 d( P0 v6 O/ o# r2 f+ C# P
semilogy: x轴为线性刻度,y轴为对数刻度; s' M: g, z5 _3 }6 R
====================================================
2 b+ Q P7 w! m; m若要画出多条曲线,只需将座标对依次放入plot函数即可:; X4 z7 A, r7 Q. V: c ^% e
plot(x, sin(x), x, cos(x));( H# M' k, Y, B: c: {* q
若要改变颜色,在座标对後面加上相关字串即可:
# N0 E6 A' t6 U& {/ Kplot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g');# W7 f Z3 F$ ?4 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
3 D! F5 D2 F+ ?* Z8 q关字串即可:% l, c0 N- j# @0 E9 _' u
plot(x, sin(x), 'co', x, cos(x), 'g*');" G( ?( z. `8 c4 N4 Q
====================================================5 R1 S1 s% E) f# F' s$ g
小整理:plot绘图函数的叁数+ w1 _) b- `" K! J* I% M- f
字元 颜色 字元 图线型态: r) _4 P! g6 D( n5 S' V
y 黄色 . 点
1 I; f6 c( s y2 L1 k1 F4 |* rk 黑色 o 圆
9 B8 F# b4 `( E! N" sw 白色 x x
: r; `) X! Y# J# Kb 蓝色 + +
% s" V( T& a6 n- W1 j0 Fg 绿色 * */ X) I) s2 c& \
r 红色 - 实线
/ s0 N$ U6 H T) M0 T7 N$ i) @c 亮青色 : 点线
$ l" X7 U3 w6 G; q1 j" I* um 锰紫色 -. 点虚线8 S/ Y: g5 x7 i; q( F8 G$ O
-- 虚线
5 H8 X1 R0 e( e# }====================================================1 G# t7 s5 ~5 N8 T: \$ w: _
图形完成後,我们可用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数来调整图轴的范
2 C! Q8 C& e+ Q/ E: A# g, t围:
7 E. a. \( F6 w+ h5 S# Paxis([0, 6, -1.2, 1.2]);
% e9 A8 }/ l! p3 G此外,MATLAB也可对图形加上各种注解与处理:9 |0 p8 P$ o& s! B( B; C5 C' S
xlabel('Input Value'); % x轴注解
. c! r3 Y+ M# k; F! s2 m3 Dylabel('Function Value'); % y轴注解
* F" P4 c. E. d) d) n5 l; Jtitle('Two Trigonometric Functions'); % 图形标题& s* n U* k( K3 K+ D
legend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 图形注解
+ V5 O, S! c% K/ o0 {grid on; % 显示格线& b! m- B7 Z: x# A8 n5 Q) k
我们可用subplot来同时画出数个小图形於同一个视窗之中:0 E7 o7 b" ?! A# o* |
subplot(2,2,1); plot(x, sin(x));
# [' [* k" ~2 |subplot(2,2,2); plot(x, cos(x));/ v* y* B3 }. u1 t
subplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));" f4 |8 _0 {; B+ R/ Y, }
subplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));
# S* |; }! h' c, t. {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。 A7 d/ W8 q- G% _& k) [5 a
====================================================6 ?$ b& B# _0 b- W& s7 \; d+ }
小整理:其他各种二维绘图函数
( m) O- T6 {) {: [ s6 Sbar 长条图7 Y4 l& n+ I E/ m% y7 g
errorbar 图形加上误差范围5 I8 I# W& z; u$ |3 T* {
fplot 较精确的函数图形 |0 ~3 Q5 \ U+ i2 V
polar 极座标图
- h9 K0 p& d3 h: ]hist 累计图
( v$ v3 r3 |4 Z( J4 b) grose 极座标累计图$ Y2 c7 `: I s
stairs 阶梯图3 v) m& V- Z7 _3 r
stem 针状图
" ]% k# g {% U) u/ O! v' t" Nfill 实心图
- ]; u' ^5 Y4 S& q& b& \/ xfeather 羽毛图
! u( w* ]* T' @/ O4 _2 ~! ecompass 罗盘图
) V) k! {/ g% P4 Q! X: L' rquiver 向量场图0 e+ L+ w5 h1 G- j
====================================================
: g2 P0 q5 ]. K+ e$ ^0 C. ~5 X* Q以下我们针对每个函数举例。# f, ?0 ?; B& [$ w- }/ s0 M5 }
当资料点数量不多时,长条图是很适合的表示方式:
, J/ T$ x3 Q% s# L" o2 _- j, L- oclose all; % 关闭所有的图形视窗+ k7 N" g2 P4 N9 |$ u& v& ?3 e
x=1:10;7 o7 J4 i# }; z1 K# K: h" Z0 w- L
y=rand(size(x));
0 R3 e1 m7 V. z5 vbar(x,y);- o. d# f, H* ]/ P+ _
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0 M9 q+ O. E( x# K' L& _$ m
资料的误差量:" {. l+ }4 ^/ |* d" f
x = linspace(0,2*pi,30);) C) X: y9 T% J
y = sin(x);0 U9 Z" Y7 ?" K7 b# o
e = std(y)*ones(size(x));
' a( E; v. C: R* K4 U- @; |6 Jerrorbar(x,y,e)" `% t* C* [2 V. Z1 s" b2 C
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" [$ W8 H; p6 O
行较密集的取样,如下例:
' L7 O0 e$ ?3 l; x: K, L( d5 l mfplot('sin(1/x)', [0.02 0.2]); % [0.02 0.2]是绘图范围
0 R# \9 B) c- e X1 i若要产生极座标图形,可用polar:
8 u/ y- k- n9 n. n% n. i" a0 btheta=linspace(0, 2*pi);
- @# i8 m, j% F: yr=cos(4*theta); q- x, c3 w" {
polar(theta, r);( {9 Z5 o! d' P5 O
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8 |9 E3 ]; G5 n2 W
几个命令可用来验证randn产生的高斯乱数分 :
. v, }1 E$ _; V$ U/ S* n% X6 Ux=randn(5000, 1); % 产生5000个 ?=0,?=1 的高斯乱数9 O, z" Y v. v" Q
hist(x,20); % 20代表长条的个数
& m7 _4 q! K+ e: P& H0 J; R2 `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,?+ E" }1 n4 |, [( \: t
用极座标绘制表示:' G/ a' v8 g/ ^3 _1 `9 }
x=randn(1000, 1);
" j5 z9 L" o" wrose(x); c, z/ z) `# w3 {! \" t
stairs可画出阶梯图:
u+ o; c3 _, Hx=linspace(0,10,50);: r1 X1 u: W- F3 A
y=sin(x).*exp(-x/3);* `3 b9 {6 {! U4 Q, y" B! I
stairs(x,y);* c% O& O- L+ R9 y
stems可产生针状图,常被用来绘制数位讯号:
7 `' }* h b4 Z+ j. [; ~4 Ix=linspace(0,10,50);' Q: U7 O( X% `+ i
y=sin(x).*exp(-x/3);
5 Q, h- g! f% P: w! w# Y zstem(x,y);
" ]. A. T: D! D( `4 s1 z8 l* ~ j6 sstairs将资料点视为多边行顶点,并将此多边行涂上颜色:
% ^0 K6 q9 n* h: dx=linspace(0,10,50);
" m/ m) o$ D/ W6 S. ?2 V0 S5 I: Uy=sin(x).*exp(-x/3);) O2 a# Q- y6 V$ B" o+ X8 j
fill(x,y,'b'); % 'b'为蓝色3 ]3 W9 w( Q( p9 }
feather将每一个资料点视复数,并以箭号画出:( t- U1 ~3 Q X2 Q0 w
theta=linspace(0, 2*pi, 20);
) [% N5 w8 x M# o: Wz = cos(theta)+i*sin(theta);
0 R1 f, f( F+ ~1 H) V. ofeather(z);3 x5 `7 D4 E9 ~ U
compass和feather很接近,只是每个箭号的起点都在圆点:% i4 D1 o& y& _: q
theta=linspace(0, 2*pi, 20);6 J6 F1 Z2 }* n
z = cos(theta)+i*sin(theta);% Y5 g: {* F+ X. Y+ z' F
compass(z); |