Matlab二维函数绘图代码及详解

Matlab二维函数绘图教程

本教程将教你如何使用Matlab编写代码绘制二维函数图像。

代码示例：

% 定义函数表达式
syms x y;
f = input('请输入一个二维函数表达式：');

% 定义绘图范围
x_start = input('请输入绘图的x起始值：');
x_end = input('请输入绘图的x结束值：');
y_start = input('请输入绘图的y起始值：');
y_end = input('请输入绘图的y结束值：');
step = input('请输入绘图的步长：');

% 生成网格点
[x, y] = meshgrid(x_start:step:x_end, y_start:step:y_end);

% 计算函数值
z = eval(vectorize(f));

% 绘图
surf(x, y, z);
xlabel('X');
ylabel('Y');
zlabel('Z');
title('二维函数图像');

步骤说明：

1. 定义函数表达式: 使用syms命令声明变量x和y，然后使用input函数提示用户输入一个二维函数表达式，并将其存储在变量f中。
2. 定义绘图范围: 使用input函数提示用户输入绘图的x轴和y轴的起始值、结束值以及步长，并将这些值分别存储在相应的变量中。
3. 生成网格点: 使用meshgrid函数生成绘图所需的网格点，并将这些点的x坐标和y坐标分别存储在变量x和y中。
4. 计算函数值: 使用eval函数计算函数在每个网格点上的值，并将结果存储在变量z中。vectorize函数用于将函数表达式转换为向量化形式，以便对矩阵进行运算。
5. 绘图: 使用surf函数绘制三维曲面图，其中x, y, z分别表示曲面上每个点的x坐标、y坐标和高度。
6. 添加标签和标题: 使用xlabel, ylabel, zlabel和title函数分别为坐标轴和图像添加标签和标题。

使用方法：

1. 将上述代码保存为一个.m文件，例如plot_2d_function.m。
2. 在Matlab命令窗口中，输入plot_2d_function并运行该脚本。
3. 脚本将提示您输入函数表达式、绘图范围和步长。
4. 输入完成后，Matlab将生成并显示二维函数的图像。

示例：

假设要绘制函数f(x,y) = sin(x)*cos(y)的图像，绘图范围为x∈[-5, 5], y∈[-5, 5], 步长为0.1，则需要在Matlab中输入以下内容：

请输入一个二维函数表达式：sin(x)*cos(y)
请输入绘图的x起始值：-5
请输入绘图的x结束值：5
请输入绘图的y起始值：-5
请输入绘图的y结束值：5
请输入绘图的步长：0.1

Matlab将根据输入绘制出相应的二维函数图像。