4.5. ОФОРМЛЕНИЕ ГРАФИКОВ

Настроить внешний вид графиков в среде MATLAB можно, используя команды управления графикой или инструменты меню графического окна

(табл. 4.2–4.4).

Отображение сетки на графике, создание подписей и добавления легенды

95

Таблица 4.4

Команды для оформления трехмерных графиков

Пример 4.22. Оформить график функции z = 3x2 + 2y2, используя дополнительные команды.

Решение. Введем команды:

>>[x,y]=meshgrid([-10:0.5:10]); >>z=3*x.^2+2*y.^2; >>surf(x,y,z)

>>axis([-10, 10, -10, 10, -30, 150]); >>title('График функции z=3x^2+2y^2'); >>xlabel('X');

>>ylabel('Y'); >>zlabel('Z', 'Rotation',0); >>colorbar;

В графическом окне появится график функции z(x, y) = 3x2 + 2y2

(рис. 4.22).

Рис. 4.22. График функции z(x, y) = 3x2 + 2y2

96

Другой способ форматирования вида графика – использование инструментов графического окна. Из меню Insert (верхняя панель инструментов) доступно добавление легенды, подписей графика и осей, текстовых блоков, сетки графика, шкалы цветов.

Для того чтобы отредактировать вид отдельных элементов графика, необходимо нажать View Property Editor на панели инструментов окна Figures и выбрать мышкой интересующий элемент графика (рис. 4.23).

Рис. 4.23. Окно Figures:

а – панель инструментов; б – Property Editor

Пример 4.23. Построить график функции z = 3x2 + 2y2 с различной окраской в одном окне, но в разных его подобластях.

Решение. Введем команды:

>>[x,y]=meshgrid([-10:0.5:10]); >>z=3*x.^2+2*y.^2;

>>subplot(2,2,1), surf(x,y,z), axis([-10, 10, -10, 10, -50, 200]); >>subplot(2,2,2), mesh(x,y,z), axis([-10, 10, -10, 10, -50, 200]); >>subplot(2,2,3), meshc(x,y,z), axis([-10, 10, -10, 10, -50, 200]); >>subplot(2,2,4), plot3(x,y,z), axis([-10, 10, -10, 10, -50, 200]);

В графическом окне появится несколько графиков с различной окраской

(рис. 4.24).

Иногда при построении графиков возникает необходимость использовать различные масштабы по оси OY. Подобное случается, например, когда скорость возрастания/убывания двух функций отличается на несколько порядков.

Для использования различных масштабов по оси ординат в MATLAB используется встроенная функция plotyy:

plotyy (x,y1,x,y2)

97

Для построения графиков функций со значениями х и у, изменяющимися в широких диапазонах, нередко используются логарифмические масштабы

(табл. 4.5).

Таблица 4.5

Команды для задания логарифмических масштабов

Пример 4.25. Построить в одном графическом окне графики функций f1 = ln(0.2x + 1) и f2 = cos(ln(x + 1)).

Решение. Введем команды:

>>x=[0:0.01:10];

>>f1=log(0.2*x+1);

>>f2=cos(log(x+1));

>>semilogx(x,f1,x,f2)

Графики заданных функций появятся в окне «Figure 1» (рис. 4.26).

Для построения кусочно-непрерывных функций используется функция конкатенации (операции объединения из табл. 2.8) векторов.

В графическом окне появится график заданной функции (рис. 4.27).

99

Для построения столбчатой диаграммы в MATLAB используется команда

bar(y)

Синтаксис команды для построения столбчатой диаграммы (табл. 4.6) определяет спецификацию положения ее столбцов.

Пример 4.27. Изобразить функцию y = e-x cos(x) на отрезке [-1, 1] в виде столбчатой диаграммы.

Решение. Введем команды:

>>x=[-1:0.1:1]; >>y=cos(x).*exp(-x); >>bar(x,y)

100

Изображение функции y = e-x cos(x) в виде столбчатой диаграммы появится в окне «Figure 1» (рис. 4.28, а).

Для построения ступенчатого графика в MATLAB используется команда

stairs(y) ,

которая строит график функции y в виде ступенчатой диаграммы, аналогичной столбчатой, но без вертикальных линий, и команда

stairs(x, y) ,

которая строит график функции y от упорядоченных значений x в виде ступенчатой диаграммы.

Пример 4.28. Изобразить функцию y = e-x cos(x) на отрезке [-1, 1] в виде ступенчатого графика.

Решение. Введем команды:

>>x=[-1:0.1:1];

>>y=cos(x).*exp(-x);

>>stairs(x,y)

Изображение функции y= e-x cos(x) в виде ступенчатого графика появится в окне «Figure 1» (рис. 4.28, б).

Рис. 4.28. Изображение функции y = e-x cos(x):

а – в виде столбчатой диаграммы; б – в виде ступенчатого графика

Для построения круговой диаграммы используется команда

pie(x)

101

Диаграмма строится по данным нормализованного вектора x / sum(x), где sum(x) – сумма элементов вектора.

Для графического отделения одного из секторов используется команда

pie(x,[0 0 … 0 a]),

где позиция a определяет номер отделенного сектора.

Пример 4.29. Проиллюстрировать на круговой диаграмме соотношение набора данных (29.6; 15.2; 8.5) в процентах.

Решение. Введем команды:

>>x=[29.6 15.2 8.5];

>>pie(x,[0 1 0])

Результат появится в окне «Figure 1» (рис. 4.29).

Рис. 4.29. Круговая диаграмма данных (29.6; 15.2; 8.5) в процентах

Для построения гистограммы используется команда

hist(y, n)

Здесь n – количество интервалов. Если параметр n не указан, то число интервалов равно 10.

Пример 4.30. Построить гистограмму для набора данных (0.6; 0.8; 1.3; 1.6; 1.9; 2.3; 2.6; 2.8; 6.3; 7.8).

Решение. Введем команды:

>>y=[0.6 0.8 1.3 1.6 1.9 2.3 2.6 2.8 6.3 7.8];

>>hist(y)

Результат появится в окне «Figure 1» (рис. 4.30).

102