MATLAB常用的基本数学函数及三角函数
( y( a: {! _7 c4 z C* O1 J* L. r) H6 J5 |+ Z$ Y
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/+ V, E- B$ b; i- M( l9 A7 o9 X- ?
以下即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数:
" c# b+ E9 C/ {===============================================
& {. _' \) O/ E k. Y" b' y$ n小整理:MATLAB常用的基本数学函数
0 c& `: }7 ~% fabs(x):纯量的绝对值或向量的长度
) ^3 E6 B l6 A- Yangle(z):复数z的相角(Phase angle) 7 A: x6 U) i$ M9 G, i/ l. ~
sqrt(x):开平方
u; i1 n" Z3 p9 E: j5 t/ z Ireal(z):复数z的实部 9 c) b; o) z X/ W# j# o
imag(z):复数z的虚部
0 M u6 R) S. }: [8 Kconj(z):复数z的共轭复数 % P% T5 V! s+ W$ }! c8 U; v7 W
round(x):四舍五入至最近整数
7 k8 H) K: D- h+ z l, [fix(x):无论正负,舍去小数至最近整数 1 N5 P/ M I! I0 ^+ x& z1 R! x/ B
floor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数 . x. ^4 u) a3 d
ceil(x):天花板函数,即加入正小数至最近整数
4 ~0 L2 N" A" }rat(x):将实数x化为分数表示 / b5 X+ d8 B6 l" F( u7 Y
rats(x):将实数x化为多项分数展开
. F& p8 ~) s4 A1 _- @sign(x):符号函数 (Signum function)。
1 e2 z% A5 J* u- N当x<0时,sign(x)=-1; , {. @ Q: j& _# ?! [
当x=0时,sign(x)=0; % d( `6 I& {# d3 C
当x>0时,sign(x)=1。
- \: t1 d7 C# f, hrem(x,y):求x除以y的馀数
, G" _+ C- r8 F. F5 q: E# w* v9 ?gcd(x,y):整数x和y的最大公因数
( O3 ]; d" f( l3 W1 w- q2 Elcm(x,y):整数x和y的最小公倍数 . |1 _2 }) t+ ~) x7 T( r
exp(x):自然指数 6 d3 c9 z( ^; `. }' V
pow2(x):2的指数 6 C& r' b) r6 ^$ M- n, q
log(x):以e为底的对数,即自然对数或
& O! D8 n. d( c! ilog2(x):以2为底的对数 ' U. H' l( z6 I
log10(x):以10为底的对数
4 t9 W* P5 z3 E8 e- K2 y g/ E=============================================== % U ~. k9 e( H% \
小整理:MATLAB常用的三角函数
2 v2 L5 Y6 O* `. gsin(x):正弦函数 3 R6 y' F% }1 o: K* m6 [& K$ ^
cos(x):馀弦函数 ' z- g# l* V: f, f+ g1 n# i0 M- X9 B
tan(x):正切函数 ' Q, p/ B' h* I: E' {* y. z
asin(x):反正弦函数
?; Y9 E5 X( ~) U# ]- iacos(x):反馀弦函数
. h- i0 d- f& Y$ p. J& Xatan(x):反正切函数
' P b5 }- s+ U1 G/ iatan2(x,y):四象限的反正切函数
; _% t' ?, e: ?sinh(x):超越正弦函数 , p. j4 i5 ?5 z3 ?
cosh(x):超越馀弦函数
! m/ k7 U N( i0 D6 Atanh(x):超越正切函数 ) \! B5 E% j2 N4 G k8 X# m
asinh(x):反超越正弦函数 c( @6 x& ?& L- U. t7 K8 `3 p
acosh(x):反超越馀弦函数 ' y5 Y5 M, d! E' B, A% c
atanh(x):反超越正切函数 ( n5 a; D: @6 W' O
===============================================
$ X5 f. I$ O8 Y6 V1 r. j# D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 # |# s& D' R( N5 X' @6 t7 |" `
vector)运算:
, I) R. m0 u( z- g% s9 N. L+ G) h! x8 k- P2 T: ]7 _/ y
x = [1 3 5 2];
% o6 R& ?% _. w' A) ry = 2*x+1 # o$ w# S+ p$ A& Q" O
y =
5 v% Y; J* z$ O9 J3 7 11 5
( R \4 b4 D/ A===============================================
$ t8 `0 T+ \5 B: O- o小提示:变数命名的规则
( K. \1 c- z2 a 1.第一个字母必须是英文字母
3 [9 m) I/ f" h4 R 2.字母间不可留空格
- m1 W0 E) `2 ~ 3.最多只能有19个字母,MATLAB会忽略多馀字母 3 q9 r7 H; u$ t9 Z+ l% r! l: p
=============================================== 3 J: x8 P$ E9 ]; {
=============================================== ( w1 K. d" Y; B, V1 n7 y7 z
小整理:适用於向量的常用函数有: / {% I% \% L) }. z
min(x): 向量x的元素的最小值
% l, b4 z/ W# w8 Z$ s* I2 Omax(x): 向量x的元素的最大值
( | T2 I+ S1 i' o9 K: D% Rmean(x): 向量x的元素的平均值 8 v3 _3 h2 c. M9 M3 X) g2 _
median(x): 向量x的元素的中位数 + ?0 l+ o1 O: Z
std(x): 向量x的元素的标准差
( p7 x4 s2 ]1 v, V/ [/ f/ ~diff(x): 向量x的相邻元素的差 2 R+ n- t/ _4 x/ Q2 r/ ] l" Q( Z
sort(x): 对向量x的元素进行排序(Sorting) ; V6 y. J; M- m, H. y0 S) d
length(x): 向量x的元素个数
( k& L8 O0 [5 m3 u' b' g/ ]norm(x): 向量x的欧氏(Euclidean)长度 0 t; \. G+ W6 C0 E
sum(x): 向量x的元素总和 - U5 h+ m8 C7 O( h; B- @
prod(x): 向量x的元素总乘积 - w* }2 X! }4 {; G3 `. G) i5 b
cumsum(x): 向量x的累计元素总和
- w- m# L/ N8 ?( L" X: O, vcumprod(x): 向量x的累计元素总乘积
1 c, a6 K, k$ Pdot(x, y): 向量x和y的内积 : |3 H. B- q9 k8 f( Q3 U0 d
cross(x, y): 向量x和y的外积
/ D; G6 ?$ r0 Z" A3 C2 ?4 | a7 l(大部份的向量函数也可适用於矩阵,详见下述。)
# F' _7 Z9 }: c8 z=============================================== ; p; o9 {8 \8 s+ N" |! c( _4 r- H
下表即为MATLAB常用到的永久常数。 2 z; Y, n6 q3 E$ Y
小整理:MATLAB的永久常数
% V! L: M3 R: }! wi或j:基本虚数单位(即) ( z! |, C1 |6 ~2 b
eps:系统的浮点(Floating-point)精确度 $ J) d5 p9 q/ I9 c3 C( o! E
inf:无限大, 例如1/0
; w3 H- h B! g5 Znan或NaN:非数值(Not a number),例如0/0
- H& N' F& z) X$ v6 K7 ?pi:圆周率 p(= 3.1415926...) 2 ?& R8 H, a0 x
realmax:系统所能表示的最大数值 7 y2 u5 {, ]# ~& t* a0 e
realmin:系统所能表示的最小数值 r/ k6 h. g m% p5 O
nargin: 函数的输入引数个数
/ N D4 M8 ]' G4 q; y7 T1 C" _nargin: 函数的输出引数个数$ B& x2 T. I9 M
发信人: chdchd (大虫~~游大街.....), 信区: MathTools
. y2 s, b0 B n3 k标 题: Matlab入门教程--二维绘图% S0 B1 d; j6 b4 \) D
发信站: 交大兵马俑BBS站 (Mon Mar 19 11:21:57 2001), 转信 B1 ]- A8 |% _" c4 w3 c( O* _
MATLAB 程式设计与应用
# {3 P' U: V9 P, I# D) R6 y- W2.基本xy平面绘图命令' s: G/ v: c9 I& y* F& K
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' O0 ^: K* R9 V
(Scientific visualization)。本节将介绍MATLAB基本xy平面及xyz空间4 U: F! i. u) c; f, b
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。; O) K) K Y! n" ^, f
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/ a3 s0 k, ?8 f% C6 X9 Q
线上每一点的x及y座标。下例可画出一条正弦曲线:. F+ s+ L$ h v g" R3 m
close all; x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100个点的x座标
1 g. G: j1 ?; G/ T0 x. Qy=sin(x); % 对应的y座标
8 J5 N$ |8 C7 r1 i# A8 r3 {) [; P- Vplot(x,y);, A5 ~4 M7 k+ b Z8 ^* a
====================================================* p+ {/ j2 Y. k7 J3 F
小整理:MATLAB基本绘图函数
* S% ^5 u! S( jplot: x轴和y轴均为线性刻度(Linear scale)4 z/ j7 E+ G( [5 U: ^
loglog: x轴和y轴均为对数刻度(Logarithmic scale)
1 j2 @" ~. c$ b- Wsemilogx: x轴为对数刻度,y轴为线性刻度6 S$ d" ~& X1 N: L2 M9 c! ~0 d. {
semilogy: x轴为线性刻度,y轴为对数刻度; J9 S% {8 I8 ~5 ^# a
====================================================5 i9 T+ M6 N( a0 t
若要画出多条曲线,只需将座标对依次放入plot函数即可:4 R/ m! R4 ^ C+ r9 Z
plot(x, sin(x), x, cos(x));* w* c$ C* q7 E8 V7 U5 I" p
若要改变颜色,在座标对後面加上相关字串即可:
( L0 N5 P) _7 S7 @; cplot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g');
% M) i# u0 I3 X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0 f- ?4 ~0 E* l0 z* E$ S" Y4 q6 N+ q
关字串即可:9 C9 u8 Y- H# n! f. c6 D
plot(x, sin(x), 'co', x, cos(x), 'g*');# L: i7 J, u7 z) l1 ~0 V
====================================================. ]$ y% m, D; d4 N
小整理:plot绘图函数的叁数2 b) U2 o2 d6 J' A% t5 s
字元 颜色 字元 图线型态
$ g9 n9 g9 j, h9 a5 m3 _y 黄色 . 点
: ~' k" [) j9 R2 e) ]5 Wk 黑色 o 圆$ p8 g1 |8 i9 Y. j9 |2 j
w 白色 x x
Y; V1 v/ _/ o/ W7 {+ @+ w0 Tb 蓝色 + +
4 m* u% V; @1 ~5 w2 ^& e9 wg 绿色 * *) R; s9 m L' m- a: M
r 红色 - 实线
& ^7 P! v, j, t( s* a9 Oc 亮青色 : 点线
/ U, U$ z# w! B+ w( ~ s) `m 锰紫色 -. 点虚线, m$ j/ x. k" J9 ^3 o7 w
-- 虚线! i9 z4 c" G. I' {$ U
====================================================
, A9 h9 ]$ K, b# A6 e/ x7 t* t图形完成後,我们可用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数来调整图轴的范3 p1 d: _* O+ I' C* D" \5 p( ]6 N/ s5 s
围:
9 _/ g6 G3 z: Caxis([0, 6, -1.2, 1.2]);0 I. e7 Y' v2 N/ w
此外,MATLAB也可对图形加上各种注解与处理:+ X: A0 {9 o% A% o7 b
xlabel('Input Value'); % x轴注解
9 Z" `( d, ~8 |+ K) M; oylabel('Function Value'); % y轴注解
0 g+ f% K% N$ K) Q" stitle('Two Trigonometric Functions'); % 图形标题9 \; t* Y& r: S
legend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 图形注解7 \- S1 ^) l- |7 |! t; Q3 D4 M
grid on; % 显示格线
) X0 X& K1 h5 L. O z我们可用subplot来同时画出数个小图形於同一个视窗之中:9 F9 M7 x; Y8 s, ?( o: j+ @/ B, M5 {1 f
subplot(2,2,1); plot(x, sin(x));" C B$ G" u1 f B7 K- Q
subplot(2,2,2); plot(x, cos(x));0 k \1 ~8 M# Z* O3 k% _
subplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));) x3 e) H4 m+ `% E6 [( R0 {
subplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));$ H, d7 I, _9 m1 @& ` m3 J
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。+ c1 R- T' L! f/ p9 y; w, C% \! I
====================================================7 {8 H9 R5 k( c( _& h
小整理:其他各种二维绘图函数1 L9 e5 e# P0 V" h
bar 长条图
2 ]; s$ c1 L& Aerrorbar 图形加上误差范围
/ `5 j9 }! a1 n" ]6 T# pfplot 较精确的函数图形1 v* o9 j' G& j; h
polar 极座标图
1 s" A2 ]' U# ^7 H* c: d( W$ bhist 累计图
! I) \8 v* f7 [7 b& Orose 极座标累计图
" E; ^$ r; T* M! ?8 c& Estairs 阶梯图
! f* B+ J; e% \ t* h% r" Kstem 针状图 U7 ]+ B# ]" B3 U/ m
fill 实心图 ^3 c# w# D2 C9 T" r0 z3 g6 M
feather 羽毛图
' X3 n( Y" D0 n. H5 Q2 lcompass 罗盘图
3 S6 p* \) T( Y' u0 L# s8 Dquiver 向量场图5 E1 Z. }5 y3 D: i, l I. F k5 p
====================================================
' r, P3 P! p5 R" [; r8 l以下我们针对每个函数举例。
; `* ~7 C" C2 p当资料点数量不多时,长条图是很适合的表示方式:
8 G+ T5 P) [* I O3 v# ]/ Uclose all; % 关闭所有的图形视窗
0 r# D3 J' J9 M% vx=1:10;
) Q' i y7 _3 k( I, O$ |, Fy=rand(size(x));
: H2 ^3 X. p: b8 i. E% v9 h* L4 mbar(x,y);+ @* o8 J9 M0 ]7 H) v; r" V- \6 z: u
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7 C5 V8 n0 j o P% H
资料的误差量:+ [& \: ?0 Z+ ]3 X2 l
x = linspace(0,2*pi,30);, O6 c7 D x2 x4 i5 c4 B" r+ ?
y = sin(x);
5 }9 x0 {9 n, ` Qe = std(y)*ones(size(x));
0 a& P$ G }0 ^2 d0 eerrorbar(x,y,e)( H7 w+ J& ~# {; J) B
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+ s( O8 P" }& F9 B9 m
行较密集的取样,如下例:
+ R$ `% _ x: z) F1 k2 Tfplot('sin(1/x)', [0.02 0.2]); % [0.02 0.2]是绘图范围
0 k% E' n* h% r/ g若要产生极座标图形,可用polar:
0 h! s/ `* F8 @theta=linspace(0, 2*pi);
& R" i6 O" J0 `* y5 S3 s$ ar=cos(4*theta);0 D' L; L$ p7 @( u; O
polar(theta, r);
: |0 e- E, r) h7 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
' D4 K. R9 q- P( y+ I! W几个命令可用来验证randn产生的高斯乱数分 :
! g& W, G, ^- V, B' Zx=randn(5000, 1); % 产生5000个 ?=0,?=1 的高斯乱数
3 @3 b$ ~# K( B7 v' f5 @: }hist(x,20); % 20代表长条的个数* t" M4 `( J; D; Q! F
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,?0 z$ V y# S/ b( [+ d8 g
用极座标绘制表示:3 [' K0 @+ Y0 u& d4 F$ q
x=randn(1000, 1);3 S) z2 Y& p+ Q; ~! s+ c: C
rose(x);& k, h' T& c) R
stairs可画出阶梯图:
k! W2 C# s) u7 Ox=linspace(0,10,50);$ W& W M2 k2 o
y=sin(x).*exp(-x/3);
+ u; _, m; j" [2 g3 p9 W) Lstairs(x,y);
0 Y. B1 }$ K2 o: {# x# Xstems可产生针状图,常被用来绘制数位讯号:, t4 \- b2 C% _ d/ Y" z! Q
x=linspace(0,10,50);7 l( K$ f0 V. X
y=sin(x).*exp(-x/3);: q, ]: J) f \$ _% o# R
stem(x,y);. B( l- l; R# [% H* {( @& [! G/ I
stairs将资料点视为多边行顶点,并将此多边行涂上颜色:5 Y) S ^5 e" Y3 d! [
x=linspace(0,10,50);
! T9 O2 \ {" T% K/ ly=sin(x).*exp(-x/3);
4 V0 f; w6 s$ V% g) A. Wfill(x,y,'b'); % 'b'为蓝色
* Q# H* z! v$ nfeather将每一个资料点视复数,并以箭号画出:
# V+ H8 v+ ? ~/ ^- j' ~1 ?: ]theta=linspace(0, 2*pi, 20);
4 l# z+ Y5 L7 x$ tz = cos(theta)+i*sin(theta);
, i: m8 O3 I/ [feather(z);' Q# b; j1 a: y+ y' E5 Z$ z! Q- j
compass和feather很接近,只是每个箭号的起点都在圆点: s! H$ n. F/ i% w) n3 w; T! `
theta=linspace(0, 2*pi, 20);; u2 N% Q1 \( [0 f
z = cos(theta)+i*sin(theta);
" P5 n0 N. i1 U& q* z' gcompass(z); |