MATLAB常用的基本数学函数及三角函数
* ]8 ~3 y) S" `
- r* v, h& U" e5 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/% ^( ?* J2 L8 \
以下即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数:
5 I, P- j# x" [9 k* t===============================================
! @7 `$ r+ |# p6 c4 I( r% Q小整理:MATLAB常用的基本数学函数 ; o' B, _9 H3 H
abs(x):纯量的绝对值或向量的长度
Q8 [; Z6 E- X) d( u! d1 C3 \angle(z):复数z的相角(Phase angle) - S$ T) b2 P6 _4 Z" K' ?2 g
sqrt(x):开平方 - C; x: e* O9 O2 N- ?: ^
real(z):复数z的实部 5 d4 L# i0 _8 Y6 L$ @ J
imag(z):复数z的虚部 8 t, r& w4 g; [ Z
conj(z):复数z的共轭复数
' d2 l0 j% o& x: K# Cround(x):四舍五入至最近整数 - r1 b" H5 {9 d* u
fix(x):无论正负,舍去小数至最近整数 9 Y! S6 ?6 k6 b8 Y
floor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数
% K _; q0 d9 y- z$ lceil(x):天花板函数,即加入正小数至最近整数
" p0 c9 V) t; Z: ?0 krat(x):将实数x化为分数表示
) ?5 `+ t8 B6 K/ s; wrats(x):将实数x化为多项分数展开 8 x* q+ m) s: x
sign(x):符号函数 (Signum function)。 5 Z' \; o6 b' {. W! l* M: e
当x<0时,sign(x)=-1;
' I% l8 F" P9 K当x=0时,sign(x)=0;
7 u0 _2 M" [$ E当x>0时,sign(x)=1。
; C1 Z7 \6 |/ Nrem(x,y):求x除以y的馀数
( V0 k9 J! t% ]gcd(x,y):整数x和y的最大公因数 $ @0 G" }2 v/ v8 K
lcm(x,y):整数x和y的最小公倍数
9 B. q( s2 B9 Q: sexp(x):自然指数
* O# x0 P' t1 _0 b; G! B) Vpow2(x):2的指数
7 T, x, k! s/ J: P8 ]7 R4 f, K. W7 Llog(x):以e为底的对数,即自然对数或
# X4 Y4 V& j8 A# |: @log2(x):以2为底的对数
% H" i" k1 d# }- a' J' j M2 Clog10(x):以10为底的对数
7 z# O2 ]/ e1 [===============================================
+ B+ q, }% T4 I) G8 H4 L, e小整理:MATLAB常用的三角函数 * F" @' L6 \* p- C4 l" w% u
sin(x):正弦函数
$ P) Y8 d9 C+ S# w9 z3 f5 wcos(x):馀弦函数 6 `) v- ?9 v" o/ ]1 T: d# m5 U
tan(x):正切函数
" i0 } W% B. l5 d4 ]9 rasin(x):反正弦函数 2 Z7 }; V; C) F; M% [' f
acos(x):反馀弦函数
, ~! w4 N7 _! U' B: J; @2 Oatan(x):反正切函数
) ^4 L# U5 C5 e, l% ~; I0 k' f- {; o% eatan2(x,y):四象限的反正切函数
3 c; e, `9 a/ _. |( L* r& C' |sinh(x):超越正弦函数 # F; E/ T8 }& N
cosh(x):超越馀弦函数
6 p# Z( z" \' c b/ A- h, P2 ]tanh(x):超越正切函数 c+ t0 }5 R6 ^9 t1 S. k
asinh(x):反超越正弦函数
& J* ]& c( o6 G5 v& Bacosh(x):反超越馀弦函数 1 q: P$ s/ R$ ~, v" V! ^
atanh(x):反超越正切函数
% f5 F- f$ Y+ G. G=============================================== 5 w; M% V+ t$ K/ p8 O9 h. [
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
- ?! |7 ~7 {+ ] i% d% Qvector)运算: # d0 N# @" w0 o* l2 S" g5 ^( K
% o# G/ m7 i" y5 e* x# H) v% yx = [1 3 5 2]; 0 L7 a3 K, z3 e: o% Y6 Y% C) m
y = 2*x+1 ( `( f' M% E. o4 P8 ]& e
y =
7 e# V* A' [* g- t4 j2 }3 7 11 5
- d: v/ ?# H) K) A P3 r=============================================== : S0 G S% z5 ?
小提示:变数命名的规则
0 t7 R0 `# i) j' t% z$ j 1.第一个字母必须是英文字母 5 z7 r& M; X2 e6 N" `0 O6 B0 J) E
2.字母间不可留空格
8 X3 a+ T0 `# O 3.最多只能有19个字母,MATLAB会忽略多馀字母
# h5 C9 X. K. X=============================================== 9 T) o+ u9 j) S1 S! M, t2 ?" x
=============================================== 9 P6 c f. M, n5 i( z3 u- I5 a$ n
小整理:适用於向量的常用函数有: 1 L+ B7 t0 M% R
min(x): 向量x的元素的最小值
1 O/ M6 [1 g9 `6 zmax(x): 向量x的元素的最大值
( I: ]5 a" P3 q$ m$ y- v; x" Bmean(x): 向量x的元素的平均值
5 ?+ {% ?8 ]" ]8 pmedian(x): 向量x的元素的中位数
8 S# q$ B! a* e! `. f' C3 ostd(x): 向量x的元素的标准差 4 h8 @3 ]# P% j7 }
diff(x): 向量x的相邻元素的差 $ P, \$ p% i8 [5 m0 @
sort(x): 对向量x的元素进行排序(Sorting)
& ?# y: I+ W( [8 C+ ulength(x): 向量x的元素个数
7 k9 ^1 J( r& S& U! f0 g5 |- t3 Enorm(x): 向量x的欧氏(Euclidean)长度 4 ]5 b+ g2 i0 @% `- H# Y H
sum(x): 向量x的元素总和
3 t" r4 N5 z# J3 r6 sprod(x): 向量x的元素总乘积
& _! g$ s; j* @' ycumsum(x): 向量x的累计元素总和 0 {; ^4 `: p0 _
cumprod(x): 向量x的累计元素总乘积 ; K2 }, ?( S3 w1 o3 G/ G3 x
dot(x, y): 向量x和y的内积 1 S! r7 g. X& s' \) Y
cross(x, y): 向量x和y的外积 + k) Z* M+ y3 f( ^ E" }; q
(大部份的向量函数也可适用於矩阵,详见下述。)
A' A1 H; i) Q; Z( {===============================================
( _" G5 z* r a1 T# ~3 k下表即为MATLAB常用到的永久常数。
. d4 F" |3 B% I5 W小整理:MATLAB的永久常数 " o) R/ J. z$ B& b
i或j:基本虚数单位(即) ' C2 q, y4 w) C* |& @
eps:系统的浮点(Floating-point)精确度
' _8 f6 A1 Q8 F7 V) ^inf:无限大, 例如1/0 % y: @4 _3 i* h8 U
nan或NaN:非数值(Not a number),例如0/0 6 x9 H9 D2 e7 n% _# [
pi:圆周率 p(= 3.1415926...)
% E: T8 M/ h6 U/ Lrealmax:系统所能表示的最大数值 * m5 p6 d( W, F0 P7 H3 E& K
realmin:系统所能表示的最小数值 * q4 {% I: `3 k$ _0 |8 s
nargin: 函数的输入引数个数
" W5 E# W3 ~. G4 t! N( P/ W5 M% s* Qnargin: 函数的输出引数个数
' e- v5 w5 E; A! Z. r7 z& @发信人: chdchd (大虫~~游大街.....), 信区: MathTools. F& q* m8 E. x+ g( C( w9 {
标 题: Matlab入门教程--二维绘图! q5 {* O* a! y I& ?2 U; `7 j
发信站: 交大兵马俑BBS站 (Mon Mar 19 11:21:57 2001), 转信
6 j$ n5 k, e+ z- rMATLAB 程式设计与应用
/ Y, l n( k3 d0 t9 o1 D2.基本xy平面绘图命令& h3 g7 N1 A& h9 }7 Q1 R/ l
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3 e' {1 {) F- q+ @. y0 m& c5 ]
(Scientific visualization)。本节将介绍MATLAB基本xy平面及xyz空间
( m p/ B5 {; \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。( f3 V# N6 W$ r; x' |
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" }* O& u6 T* A; ?8 F: x0 Z c9 e
线上每一点的x及y座标。下例可画出一条正弦曲线:
$ X8 ?; U; x0 ~) z% Q& Qclose all; x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100个点的x座标7 E6 I, k* F3 Q. T, `
y=sin(x); % 对应的y座标& Q4 d; M. Y2 t( R5 R
plot(x,y);4 p, i/ ?$ B1 Z5 Y9 p4 b ~- V
====================================================
2 Z0 C) n) A/ p' D# O; X小整理:MATLAB基本绘图函数2 `" @! p3 P7 P
plot: x轴和y轴均为线性刻度(Linear scale): c5 {% ?9 B7 @
loglog: x轴和y轴均为对数刻度(Logarithmic scale)
$ }5 T- Z% L3 ?2 _# Xsemilogx: x轴为对数刻度,y轴为线性刻度
4 u8 v% \) x$ o" O) o' Hsemilogy: x轴为线性刻度,y轴为对数刻度( U( X& p- X6 \1 }
====================================================
! I4 N- W# a* N/ R! |! Z若要画出多条曲线,只需将座标对依次放入plot函数即可:$ H( s* P5 h$ I, Y5 i' ]+ d1 z# D1 ^
plot(x, sin(x), x, cos(x));# U0 c0 L' a* e3 x; e
若要改变颜色,在座标对後面加上相关字串即可:7 G! b, Z$ l# d5 O: V; i( T
plot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g');' w( @" W1 k u# t# y: U) Y
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 z: Y' E" H; s @
关字串即可:
/ s ]* X) ~: V% N9 D- eplot(x, sin(x), 'co', x, cos(x), 'g*');) K2 u; v. N T( F' D' ?
====================================================+ G8 q" W- o; V6 s0 m" m# Q
小整理:plot绘图函数的叁数
7 g- h9 Y. y% c9 w字元 颜色 字元 图线型态' `) o! d0 k! b1 i* t5 \
y 黄色 . 点5 U( d: Z6 T! V/ v
k 黑色 o 圆
" k. ^$ k: n; z+ V# C- `+ lw 白色 x x& E" ?* W; l$ _" Y y# h ^4 v
b 蓝色 + +$ W7 i q" O7 p9 T( E
g 绿色 * *! @& x* |; ?1 H. j- z1 |4 J$ @
r 红色 - 实线5 O$ b0 K: Z# `4 @
c 亮青色 : 点线
+ a% q# U s+ Q; r5 P; o( f+ H) v" Rm 锰紫色 -. 点虚线% Z9 z8 X o5 L3 v" ]7 C
-- 虚线! h# m2 w) x$ Z* W+ o, p* r# `
====================================================
9 W t! y9 e, k图形完成後,我们可用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数来调整图轴的范
8 `, G/ p$ j: H6 D, {围:
! E1 f, U& A- ]4 C4 Laxis([0, 6, -1.2, 1.2]);6 U8 L: y' @! e) l* @3 k
此外,MATLAB也可对图形加上各种注解与处理:8 I# Z" e% y/ |1 x$ V, T0 x
xlabel('Input Value'); % x轴注解: {# J6 }4 d: K, g- u# T. X3 U
ylabel('Function Value'); % y轴注解8 f: a# u* ^3 A% g' i7 s! ~
title('Two Trigonometric Functions'); % 图形标题
- F$ h. f. Z' T! z! f) h4 hlegend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 图形注解9 V4 }! n0 j1 {) H, V% [
grid on; % 显示格线
4 @4 Q( l% O$ P$ ]我们可用subplot来同时画出数个小图形於同一个视窗之中:
0 y- G9 }! J8 x0 I2 y/ f6 R% bsubplot(2,2,1); plot(x, sin(x));2 e0 k7 K# s& a" e
subplot(2,2,2); plot(x, cos(x));
* W9 R3 J8 K) |* W, b* Esubplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));
, q; B: T. x# j+ z, Psubplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));+ A4 w Q' ^. ^" S$ p( w3 |
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( x* P4 g# Z: M
====================================================
6 \. m1 R; l( r$ z) w小整理:其他各种二维绘图函数
, d$ R- R. {1 m" Fbar 长条图
2 B3 m* Y+ Z9 h& T1 \! serrorbar 图形加上误差范围
7 N2 A8 u! k% u5 x# Afplot 较精确的函数图形
7 E- F/ X) k; e: q" f$ Qpolar 极座标图5 s C7 Q5 Y* T
hist 累计图
- U8 M. ~, S7 y+ ?rose 极座标累计图$ G7 a- X1 o4 C
stairs 阶梯图0 h9 p2 G, G! B& k" e" n! u
stem 针状图 o# E: y& `# |: ^& H' w9 d) ]
fill 实心图
- B. l; R2 @; e1 V: A& l2 g9 ~feather 羽毛图
! p n R' V/ w6 L3 |compass 罗盘图
) `' T! p8 o8 L! ]& {4 H9 l, aquiver 向量场图* R7 S" x' ~4 a- y/ n) K- @
====================================================
" J. ?5 ?8 Q' H/ q3 a以下我们针对每个函数举例。
& f( O" T+ e, f. Q" _当资料点数量不多时,长条图是很适合的表示方式:
# J$ ?7 J. Q& E; yclose all; % 关闭所有的图形视窗
( X& @1 g. {; hx=1:10;2 S( U" k, \4 a' v/ h- L. a
y=rand(size(x));- n1 G- r; j) K( F
bar(x,y);
# m5 s1 S9 H3 y$ k7 V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 L7 ?! \8 p% `资料的误差量:
2 e% v+ M1 [, X7 }" l$ `2 ex = linspace(0,2*pi,30);' C1 j6 U O# k5 Y% Y* G
y = sin(x);
% Z4 n/ k0 y% @' D2 @e = std(y)*ones(size(x));* ^/ D5 c! e& c6 Y
errorbar(x,y,e)
# t( T8 J# k$ z; S4 G* T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
" p, H7 A; s# @+ R+ b$ J- B行较密集的取样,如下例:8 z) n3 G8 B( o/ {% b4 Z
fplot('sin(1/x)', [0.02 0.2]); % [0.02 0.2]是绘图范围# Z9 P8 z$ `, _' Z; F
若要产生极座标图形,可用polar:
/ q. R$ r0 m: F9 _% q7 h1 E) otheta=linspace(0, 2*pi);
3 ^$ V# _5 s- ^/ q9 h d7 Yr=cos(4*theta);
; g- U7 F+ L! R K6 y. Z5 v3 Ypolar(theta, r);1 J" _/ c' f5 |$ u
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
7 \5 m* X! F# j7 M- C* o2 x" k+ S几个命令可用来验证randn产生的高斯乱数分 :% [+ K7 s I- U3 L
x=randn(5000, 1); % 产生5000个 ?=0,?=1 的高斯乱数1 G1 G9 X: Y" g: D7 M6 C q- y
hist(x,20); % 20代表长条的个数
# Z& a' C/ y" K: n) ]0 y7 f& trose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,?8 e1 R r+ `; I
用极座标绘制表示:* q+ n( F! m( y" P' c
x=randn(1000, 1);( Y$ b) D0 L4 p4 K3 o
rose(x);6 [& I7 b& b2 S8 C3 |5 T5 ^9 o
stairs可画出阶梯图:9 M! }# ]8 v+ q# C5 D
x=linspace(0,10,50);
9 r* P7 O3 {# t3 hy=sin(x).*exp(-x/3);
2 X+ w9 L8 b* M% e+ r% p' nstairs(x,y);
; O9 x! ^+ ?& q8 i$ }8 Q- n5 lstems可产生针状图,常被用来绘制数位讯号:
. h! _2 A0 g) ?! R; px=linspace(0,10,50);/ t4 K* H5 U! h
y=sin(x).*exp(-x/3);: Z! h( R9 ]6 Q2 N2 ]; d
stem(x,y);! W, h# Y9 p2 D/ o. f& `$ s& W
stairs将资料点视为多边行顶点,并将此多边行涂上颜色:
e; b6 E" f) c( D$ Tx=linspace(0,10,50);
8 @2 ?( ~5 K/ x8 T* oy=sin(x).*exp(-x/3);9 B( A: I) D' I% N9 ^/ R0 q& S
fill(x,y,'b'); % 'b'为蓝色3 k+ {# v, g4 j# v* y5 |0 n
feather将每一个资料点视复数,并以箭号画出:
% B, V; c0 a( E0 _& p) H* t. g& qtheta=linspace(0, 2*pi, 20);
+ M* b* B' W/ A9 o6 b. Bz = cos(theta)+i*sin(theta);
' x5 u* H2 `+ C% d8 Jfeather(z);
& k* e$ J% M4 P3 \! ycompass和feather很接近,只是每个箭号的起点都在圆点:
& G3 c$ G! I& C; @' o% btheta=linspace(0, 2*pi, 20);! F2 F( J4 b- ?; w$ f- O9 R+ o
z = cos(theta)+i*sin(theta);
& @ g" p) Y, P" ^8 X5 Tcompass(z); |