Информатика / MatLab / ЛР7 MATLAB

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В. И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра РС

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №7

по дисциплине «Программирование в среде MatLab»

Тема: ОСНОВЫ РАБОТЫ В СРЕДЕ MATLAB. ПОСТРОЕНИЕ ТРЕХМЕРНЫХ ГРАФИКОВ.

Студент гр. 0182 ______________ Бронников Д. Д.

Преподаватель ______________ Маркелова М. А.

Санкт-Петербург

2021

Цель работы.

Знакомство с возможностями MatLab по построению трехмерных поверхностей и графиков; освоение принципов построениях трехмерных поверхностей и графиков, их линий уровня и сечений.

Краткие теоретические сведения.

При построении трехмерных графиков значения элементов числового массива рассматриваются как z-координаты точек над плоскостью, определяемой координатами х и у. Возможно несколько способов соединения этих точек. Первый из них – это построение одной линии в трехмерном пространстве или построение линий в сечениях (функция plot3), второй - построение поверхностей (функции mesh или surf). Поверхность, построенная с помощью функции mesh – это сетчатая поверхность, ячейки которой имеют цвет фона, а их границы могут иметь различный цвет.

Поверхность, построенная с помощью функции surf – это сплошная поверхность, у которой может быть задан цвет не только границы, но и самой ячейки. Все поверхности строятся на прямоугольной сетке, предварительно созданной как двумерная матрица (двумерный массив).

1. Функция plot3. Формат команды

plot3(x,y,z,s),

где х, y, z – массивы одинакового размера, определяющие координаты точки трехмерного графика; s – строковый набор символов или имя переменной, в которой они хранятся, задающий формат вывода графика. s в команде указывать необязательно. Принцип задания формата полностью совпадает с принципом задания формата в функции plot. Функция строит точки с координатами хi, yi, zi и соединяет их прямыми линиями.

2. Для формирования прямоугольной сетки на плоскости XY для последующего построения на ней трехмерной поверхности используется команда [X, Y] = meshgrid(x,y), где Х и Y – одномерные массивы.

3. Функция mesh(X,Y,Z) выводит на экран сетчатую поверхность для значений массива Z, определенных на множестве значений массивов Х и Y.

4. Команда contour(Z) рисует двумерные линии уровня для массива данных данных Z, определяющего поверхность в трехмерном пространстве, без учета диапазона изменения данных X и Y. Модификация этой команды contour(Z, n) рисует заданное число n линий уровня.

5. Команда contour(X,Y,Z) рисует двумерные линии уровня для массива данных данных Z, определяющего поверхность в трехмерном пространстве, с учетом диапазона изменения данных X и Y. Модификация этой команды contour(X,Y,Z,n) рисует заданное число n линий уровня. X и Y определяются также, как и в п. 2.

Упражнение 1. Построение трехмерных графиков.

Рисунок 1. График, построенный командой plot3.

Функция comet3 позволяет отследить ход построения графика от начального к конечному значению. График – след “кометы”:

Рисунок 2. График, построенный командой comet3.

Рисунок 3. График, построенный командой comet3 и отключенной сеткой.

Вывод.

Я ознакомился с возможностями MatLab по построению трехмерных поверхностей и графиков; освоил принципы построениях трехмерных поверхностей и графиков, их линий уровня и сечений. Ранее изученный Mathcad не предоставляет такого количества функций, связанных с построением и оформлением графиков, как MatLab.