Matlab表达式二维绘图函数fplot

今天，带来Matlab中，绘制表达式、方程式、函数的图形绘制方法，即绘制 f(x) 的图形，主要包括表达式的绘制、参考曲线的绘制、分段函数的绘制、线条属性的标记、线条属性的修改、多个表达式的绘制、坐标轴的格式等常用绘图方法。

下面我们将开始非常详细的 Matlab fplot 函数语法介绍，实例引用，结果展示。首先，我们给出 Matlab 中关于 fplot 函数的帮助文本如下：

>> help fplot
 fplot   Plot 2-D function
    fplot(FUN) plots the function FUN between the limits of the current
    axes, with a default of [-5 5].
 
    fplot(FUN,LIMS) plots the function FUN between the x-axis limits
    specified by LIMS = [XMIN XMAX]. 
 
    fplot(...,'LineSpec') plots with the given line specification.
 
    fplot(X,Y,LIMS) plots the parameterized curve with coordinates
    X(T), Y(T) for T between the values specified by LIMS = [TMIN TMAX].
 
    H = fplot(...) returns a handle to the function line object created by fplot.
 
    fplot(AX,...) plots into the axes AX instead of the current axes.
 
    Examples:
        fplot(@sin)
        fplot(@(x) x.^2.*sin(1./x),[-1,1])
        fplot(@(x) sin(1./x), [0 0.1])
 
    If your function cannot be evaluated for multiple x values at once,
    you will get a warning and somewhat reduced speed:
        f = @(x,n) abs(exp(-1j*x*(0:n-1))*ones(n,1));
        fplot(@(x) f(x,10),[0 2*pi])

常见用法

fplot(f)
fplot(f,xinterval)
fplot(funx,funy)
fplot(funx,funy,tinterval)
fplot(___,LineSpec)
fplot(___,Name,Value)
fplot(ax,___)
fp = fplot(___)
[x,y] = fplot(___)

语法说明

fplot(f) 在默认区间 [-5 5]（对于 x）绘制由函数 y = f(x) 定义的曲线。

fplot(f,xinterval) 将在指定区间绘图。将区间指定为 [xmin xmax] 形式的二元素向量。

fplot(funx,funy) 在默认区间 [-5 5]（对于 t）绘制由 x = funx(t) 和 y = funy(t) 定义的曲线。

fplot(funx,funy,tinterval) 将在指定区间绘图。将区间指定为 [tmin tmax] 形式的二元素向量。

fplot(___,LineSpec) 指定线型、标记符号和线条颜色。例如，’-r’ 绘制一根红色线条。在前面语法中的任何输入参数组合后使用此选项。

fplot(___,Name,Value) 使用一个或多个名称-值对组参数指定线条属性。例如，’LineWidth’,2 指定 2 磅的线宽。

fplot(ax,___) 将图形绘制到 ax 指定的坐标区中，而不是当前坐标区 (gca) 中。指定坐标区作为第一个输入参数。

fp = fplot(___) 返回 FunctionLine 对象或 ParameterizedFunctionLine 对象，具体情况取决于输入。使用 fp 查询和修改特定线条的属性。

[x,y] = fplot(___) 返回函数的纵坐标和横坐标，而不创建绘图。在以后的版本中将会删除该语法。

表达式绘制

在 x 的默认区间 [-5 5] 绘制 sin(x)。

fplot(@(x) sin(x))

参数曲线绘制

绘制参数化曲线 x=cos(3t) 和 y=sin(2t)。

xt = @(t) cos(3*t);
yt = @(t) sin(2*t);
fplot(xt,yt)

分段函数绘制

绘制分段函数

excos(x)−3<x<00<x<3.

使用 hold on 绘制多个线条。使用 fplot 的第二个输入参数指定绘图区间。使用 ‘b’ 将绘制的线条颜色指定为蓝色。在相同坐标区中绘制多个线条时，坐标轴范围会调整以容纳所有数据。

fplot(@(x) exp(x),[-3 0],'b')
hold on
fplot(@(x) cos(x),[0 3],'b')
hold off
grid on

线条属性标记

绘制具有不同相位的三个正弦波。对于第一个，使用 2 磅的线宽。对于第二个，指定带有圆形标记的红色虚线线型。对于第三个，指定带有星号标记的青蓝色点划线线型。

fplot(@(x) sin(x+pi/5),'Linewidth',2);
hold on
fplot(@(x) sin(x-pi/5),'--or');
fplot(@(x) sin(x),'-.*c')
hold off

线条属性修改

绘制 sin(x) 并将函数行对象指定给变量。

fp = fplot(@(x) sin(x))

fp = 
  FunctionLine with properties:

     Function: @(x)sin(x)
        Color: [0 0.4470 0.7410]
    LineStyle: '-'
    LineWidth: 0.5000

  Show all properties

通过使用圆点表示法设置属性，将线条更改为红色点线。添加交叉标记，并将标记颜色设置为蓝色。

fp.LineStyle = ':';
fp.Color = 'r';
fp.Marker = 'x';
fp.MarkerEdgeColor = 'b';

多个线条绘制

使用 hold on 绘制两个线条。

fplot(@(x) sin(x))
hold on 
fplot(@(x) cos(x))
hold off

坐标轴格式

使用函数句柄从 −2π 到 2π 绘制 sin(x)。网格线的显示方式。然后添加一个标题，并为 x 轴和 y 轴添加标签。

fplot(@sin,[-2*pi 2*pi])
grid on
title('sin(x) from -2\pi to 2\pi')
xlabel('x');
ylabel('y');

使用 gca 访问当前坐标区对象。沿 x 轴以 π/2 为间隔显示刻度线。通过设置坐标区对象的 XTick 和 XTickLabel 属性，格式化 x 轴刻度值。y 轴存在类似属性。

ax = gca;
ax.XTick = -2*pi:pi/2:2*pi;
ax.XTickLabel = {'-2\pi','-3\pi/2','-\pi','-\pi/2','0','\pi/2','\pi','3\pi/2','2\pi'};