Tài liệu CHƯƠNG 1: MATLAB CƠ BẢN §1. CÁC TOÁN TỬ CƠ BẢN CỦA MATLAB doc
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (618.75 KB, 57 trang )
1
CHƯƠNG 1: MATLAB CƠ BẢN
§1.CÁCTOÁNTỬCƠBẢNCỦAMATLAB
1.Cáctoántửcơbản:Matlablàmộtphầnmềmcaocấpdùngđểgiảicácbài
toán.ĐểkhởiđộngMATLABtabấmđúpvàoiconcủanó.CácfileMATLAB
códạng*.mvàchỉchạytrongmôitrườngMATLAB.MATLABxửlísốliệu
nhưlàmatrận.Khitađánhlệnhvàocửasổlệnh,nósẽđượcthihànhngayvà
kết quả hiện lên mànhình.Nếutakhông
muốnchokếtquảhiệnlên màn
hìnhthìsaulệnhtađặtthêmdấu“;”.Nếulệnhquádài,khôngvừamộtdòng
dòngcóthểđánhlệnhtrênnhiềudòngvàcuốimỗidòngđặt
thêmdấu rồi
xuốngdòng.Khisoạnthảolệnhtacóthểdùngcácphímtắt:
↑Ctrl‐Pgọilạilệnhtrướcđó
↓Ctrl‐N gọilệnhsau
←Ctrl‐Blùil
ạimộtkítự
→Ctrl‐Ftiếnlênmộtkítự
Ctrl‐→ Ctrl‐R sangphảimộttừ
Ctrl‐← Crtl‐Lsangphảimộttừ
home Ctrl‐A vềđầudòng
end Ctrl‐Evềcuốidòng
escCtrl‐
U xoádòng
delCtrl‐D xoákítựtạichỗconnháyđứng
backspace Ctrl‐H xoákítựtrướcchỗconnháyđứng
)CácphéptoáncơbảncủaMATLABgồm:
+ cộng
‐trừ
* nhân
/ chiaph
ải
\ chiatrái
^ luỹthừa
‘ chuyểnvịmatrậnhaysốphứcliênhợp
)Cáctoántửquanhệ:
<nhỏhơn
<=nhỏhơnhaybằng
>lớnhơn
>=
lớnhơnhoặcbằng
==bằng
2
~=khôngbằng
)Cáctoántửlogic:
& và
| or
~ not
)Cáchằng:
pi3.14159265
isốảo
jtươngtựi
eps saisố2
‐52
realmin sốthựcnhỏnhất2
‐1022
realmax sốthựclớnnhất2
1023
infvôcùnglớn
NaN Notanumber
2.Nhậpxuấtdữliệutừdònglệnh:MATLABkhôngđòihỏiphảikhaibáo
biếntrướckhidùng.MATLABphânbiệtchữhoavàchữthường.Cács ố
liệuđưavàomôitrườnglàmviệccủaMATLABđượclưulạisuốtphiênlàm
việcchođếnkhigặplệnhclearall.MATLABchophéptanhậpsốliệutừdòng
lệnh.Khinhậpma
trậntừbànphímtaphảituântheocácquyđịnhsau:
•ngăncáchcácphầntửcủamatrậnbằngdấu “,”haydấutrống
•dùngdấu“;”đểkếtthúcmộthàng
•baocácphầntửcủamatrậnbằngcặpdấungoặcvuông[]
Đểnhậpcácmatrậnsau:
⎡⎤ ⎡⎤
⎢⎥ ⎢⎥
=− = − =
⎡⎤
⎣⎦
⎢⎥ ⎢⎥
⎢⎥ ⎢⎥
⎣⎦ ⎣⎦
124 1
A325 B1421 C4
153 7
tadùngcáclệnh:
A=[123;3‐24;153]
B=[1421]
C=[1;4;7]
3.Nhậpxuấtdữliệutừfile
:MATLABcóthểxửlíhaikiểufiledữliệu:file
3
nhịphân*.matvàfileASCII*.dat.ĐểlưucácmatrậnA,B,Cdướidạngfile
nhịphântadùnglệnh:
saveABCABC
vànạplạicácmatrậnA,Bbằnglệnh:
loadABCAB
NếumuốnlưusốliệucủamatrậnBdướidạngfileASCIItaviết:
saveb.datB/ascii
Taviếtchươngtrình
ct1_1.mnhưsau:
clear
A=[123;456]
B=[3;‐2;1];
C(2)=2;C(4)=4
disp(’Nhanphimbatkydexemnhap/xuatdulieutufile’)
saveABCABC%luuA,B&CduoidangMAT‐filecoten’ABC.mat’
clear(’A’,’C’)%xoaA
vaCkhoibonho
loadABCAC%docMAT‐filedenhapAvaCvaobonho
saveb.datB/ascii%luuBduoidangfileASCIIcoten’b.dat’
clearB
loadb.dat%docASCII
b
x=input(’Nhapx:’)
formatshorte
x
formatrat,
x
formatlong,x
formatshort,x
4.Nhậpxuấtdữliệutừbànphím:Lệnhinputchophéptanhậpsốliệutừ
bànphím.Vídụ:
4
x=input(’Nhapx:’)
Lệnh
formatchophépxácđịnhdạngthứccủadữliệu.Vídụ:
formatrat%sohuuti
formatlong%sosẽcó14chusosaudauphay
formatlonge%sodangmu
formathex%sodanghex
formatshorte%sodangmungan
formatshort%trovesodangngan(default)
Mộtcáchkhácđểhiểnthịgiátrịcủabiếnvà chuỗilàđánhtênbiếnvàocửa số
lệnhMATLAB.Tacũngcóthểdùng
dispvàfprintfđểhiểnthịcácbiến.Ví
dụ:
disp(ʹTrisocuax=ʹ),disp(x)
Taviếtchươngtrình
ct1_2.mnhưsau:
clc
f=input(ʹNhapnhietdoFahrenheit[F]:ʹ);
c=5/9*(f‐32);
fprintf(ʹ%5.2f(doFahrenheit)la%5.2f(doC).\nʹ,f,c)
fid=fopen(ʹct1_2.datʹ,ʹwʹ);
fprintf(fid,ʹ%5.2f(doFahrenheit)la%5.2f(doC).\nʹ,f,c);
fclose(fid);
Trongtrườnghợptamuốnnhậpmộtchuỗitừbànphím,tacầnphảithêmkí
tựsvàođốisố.Vídụ:
ans=input(ʹBantraloi<co>hoac<khong>:ʹ,ʹsʹ)
5.Cáchàmtoánhọc:
a.Cáchàmtoánhọccơbản:
exp(x) hàm
x
e
sqrt(x) cănbậchaicủax
log(x)logarittựnhiên
5
log10(x) logaritcơsố10
abs(x)moduncủa sốphứcx
angle(x) argumentcủasốphứca
conj(x) sốphứcliênhợpcủax
imag(x) phầnảocủax
real(x) phầnthựccủax
sign(x)
dấucủax
cos(x)
sin(x)
tan(x)
acos(x)
asin(x)
atan(x)
cosh(x)
coth(x)
sinh(x)
tanh(x)
acosh(x)
acoth(x)
asinh(x)
atanh(x)
b.Cáchàmtoánhọctựtạo:MATLABchophéptatạohàmtoánhọcvà
lưunóvàomộtfileđểdùngnhưlàhàmcósẵn củaMATLAB.Vídụtacầntạo
hàm:
1
2
1
f(x)
18x
=
+
vàhàm:
22
112
12
2
2
212
112
f(x ,x )
x4x5
f(x)
f(x,x)
2x 2x 3x 2.5
⎡⎤
+−
⎡⎤
==
⎢⎥
⎢⎥
−−−
⎣⎦
⎣⎦
Muốnthếtatạorafile
f1.mnhưsau:
functiony=f1(x)
y=1./(1+8*x.^2);
vàfilef2.m:
6
functiony=f2(x)
y(1)=x(1)*x(1)+4*x(2)*x(2)‐5;
y(2) = 2*x(1)*x(1)-2*x(1)-3*x(2) -2.5;
Khinhậplệnh
f1(2)tacógiátrịcủahàmf1tạix=2.Khinhậplệnhf2([24])ta
cógiátrịcủahàmf2tạix
1=2vàx2=4.Lệnhfeval(‘f1’,2)vàfeval(‘f2’,[24])
cũngchokếtquảtươngtự.
Cáchthứhaiđểbiểudiễnmộthàmtoánhọcmộtbiếntrêndònglệnhlà
tạoramộtđốitượnginlinetừmộtbi ểuthứcchuỗi.
Vídụtacóthểnhậptừ
dònglệnhhàmnhưsau:
f1=inline(’1./(1+8*x.^2)’,’x’);
f1([01]),feval(f1,[01])
Tacũngcóthểviết:
f1=ʹ1./(1+8*x.^2)ʹ;
x=[01];
eval(f1)
Nếuhàmlàđathứctachỉcầnnhậpmatrậncáchệsốtừsốmũcaonhất.
VídụvớiđathứcP
4(x)=x
4
+4x
3
+2x+1taviết:
P=[14021]
Đểnhânhaiđathứctadùnglệnh
conv;đểchia2đathứctadùnglệnh
deconv.Muốntínhtrịsốcủađathứctadùnglệnhpolyvalvàlệnhpolyvalm
dùngkhiđathứclàmatrận.
c.Cáclệnhxửlíhàm:Lệnhfplotvẽđồthịhàmtoánhọcgiữacácgiátrị
đãcho.Vídụ:
fplot(‘f1’,[‐55])
gridon
Chomộthàmtoánhọcmộtbiến,tacóthểdùnglệnh
fminbndcủaMATLAB
đểtìmcựctiểuđịaphươngcủahàmtrongkhoảngđãcho.Vídụ:
7
f=inline(ʹ1./((x‐0.3).^2+0.01)+1./((x‐0.9).^2+0.04)‐6ʹ);
x=fminbnd(f,0.3,1)
Lệnh
fminsearch tương tự hàm fminbnd dùngđểtìm cực tiểuđịa
phươngcủahàmnhiềubiến.Tacóhàm3biếnlưutrongfile
three_var.mnhư
sau:
functionb=three_var(v)
x=v(1);
y=v(2);
z=v(3);
b=x.^2+2.5*sin(y)‐z^2*x^2*y^2;
Bâygiờtìmcựctiểuđốivớihàmnàybắtđầutừx=‐0.6,y=‐1.2vàz=0.135
bằngcáclệnh:
v=[‐0.6‐1.20.135];
a=fminsearch(ʹthree_varʹ,v)
Lệnh
fzero dùngđểtìmđiểm zero của hàmmột biến. Ví dụđểtìm giá trị
khôngcủahàmlâncậngiátrị‐0.2taviết:
f=inline(ʹ1./((x‐0.3).^2+0.01)+1./((x‐0.9).^2+0.04)‐6ʹ);
a=fzero(f,‐0.2)
Zerofoundintheinterval:[‐0.10949,‐0.264].
a=
‐0.1316
6.Cácphéptoántrênmatrậnvàvectơ:
a.Kháiniệmchung:Giảsửtatạoracácmatrậnavàbbằngcáclệnh:
a=[123;456];
b=[3‐21];
Tacóthểsửađổichúng:
8
A=[a;789]
B=[b;[10‐1]]ʹ
Toántử‘dùngđểchuyểnvịmộtmatrậnthựcvàchuyểnvịliênhợpmộtma
trậnphức.Nếuchỉmuốnchuyểnvịmatrậnphức,tadùngthêmtoántử“.”
nghĩa
làphảiviết“.’”.Vídụ:
C=[1+2*i2‐4*i;3+i2‐2*j];
X=Cʹ
Y=C.’
b.Chỉsố
:Phầntửởhàngicộtjcủamatrậnm×ncókíhiệulàA(i,j).
Tuynhiêntacũngcóthểthamchiếutớiphầntửcủamảngnhờmộtchỉsố,ví
dụA(k)
vớik=i+(j‐1)m.Cáchnàythườngdùngđểthamchiếuvectơhàng
haycột.Trongtrườnghợpmatrậnđầyđủthìnóđượcxemlàmatrậnmộtcột
dàitạotừcáccột
củamatrậnban đầu.NhưvậyviếtA(5)cónghĩa làtham
chiếuphầntửA(2,2).
Đểxácđịnhkíchthướccủamộtmatrậntadùnglệnh
length(trảvềkích
thướclớnnhất)hay
size(sốhàngvàcột).Vídụ:
c=[1234;5678];
length(c)
[m,n]=size(c)
c.Toántử“:”:Toántử“:”làmộttoántửquantrọngcủaMATLAB.Nó
xuấthiệnởnhiềudạngkhácnhau.Vídụ:
1:10
tạomộtvectơhàngchứa10sốnguyêntừ1đến10.Lệnh:
100:‐7:50
tạomộtdãysốtừ100đến51,giảm7mỗilần.Lệnh:
0:pi/4:pi
9
tạomộtdãysốtừ0đếnpi,cáchđềunhaupi/4
Cácbiểuthứcchỉsốthamchiếutớimộtphầncủamatrận.ViếtA(1:k,j)
là thamchiếuđến k phần tử đầu tiên
của cộtj.Ngoàiratoán tử “:” tham
chiếutớitấtcảcácphầntửcủamộthànghaymộtcột.Vídụ:
B=A(:,[132])
tạoramatrậnBtừmatrậnAbằngcáchđổithứtựcáccộttừ[123]thành
[132]
d.Tạomatrậnbằnghàmcósẵn:MATLABcungcấpmộtsốhàmđểtạo
cácmatrậncơbản:
zeros tạoramatrậnmàcácphầntửđềulàzeros
z=zeros(2,4)
ones tạoramatrậnmàcácphầntửđềulà1
x=ones(2,3)
y=5*ones(2,2)
rand tạoramatrậnmàcácphầntửngẫunhiênphânbốđều
d=rand(4,4)
randntạoramatrậnmàcácphầntửngẫunhiênphânbốtrựcgiao
e=randn(3,3)
magic(n)tạoramatrậncấpngồmcácsốnguyêntừ1đếnn
2
vớitổng
cáchàngbằngtổngcáccộtnphảilớnhơnhaybằng3.
pascal(n)tạoramatrậnxácđịnhdươngmàcá cphầntửlấytừtamgiác
Pascal.
pascal(4)
eye(n)tạomatrậnđơnvị
10
eye(3)
eye(m,n)tạomatrậnđơnvịmởrộng
eye(3,4)
e.Lắpghép
:Tacóthểlắpghép(concatenation)cácmatrậncósẵnthành
mộtmatrậnmới.Vídụ:
a=ones(3,3)
b=5*ones(3,3)
c=[a+2;b]
f.Xoáhàngvàcột:Tacóthểxoáhàngvàcộttừmatrậnbằngdùngdấu
[].Đểxoácộtthứ2củamatrậnbtaviết:
b(:,2)=[]
Viết
x(1:2:5)=[]nghĩalàtaxoácácphầntửbắtđầutừđếnphầntửthứ5và
cách2rồisắpxếplạimatrận.
g.Cáclệnhxửlímatrận:
Cộng:X=A+B
Trừ:X=A‐B
Nhân :X=A*B
:X.*Anhâncácphầntửtươngứngvớinhau
Chia:X=A/BlúcđóX*B=A
:X=A\BlúcđóA*X=B
:X=A./Bchiacácphầntửtươngứngvớinhau
Luỹthừa :X=A^2
:X=A.^2
Nghịchđảo :X=inv(A)
Địnhthức :d=det(A)
7. Tạo số ngẫu nhiên: MATLAB cócác lệnh tạo số ngẫu nhiên là rand và
randntạoracácsốngẫunhiêntheophânbốGauss.
rand(m,n)tạoramatrậncácsốngẫunhiênphânbốđồngnhất.
randn(m,n)tạoramatrậncácsốngẫunhiêntheophânbốchuẩnGauss.
rand(3,3)
11
randn(3,3)
8.Cáclệnhdùnglậptrình:
a.Cácphátbiểuđiềukiệnif,else,elseif:
Cúphápcủaif:
if<biểuthứcđiềukiện>
<phátbiểu>
end
Nếu<biểuthứcđiềukiện>chokếtquảđúngthìphầnlệnhtrongthâncủaif
đượcthựchiện.
Cácphátbiểuelsevàleseifcũngtươngtự.
Vídụ
:Taxétchươngtrình)ct1_4.mđểđoántuổinhưsau:
clc
disp(
‘Xinchao!Hanhanhduoclamquen’);
x=fix(30*rand);
disp(
‘Tuoitoitrongkhoang0‐30’ );
gu=input(
‘Xinnhaptuoicuaban:‘);
ifgu<x
disp(
‘Bantrehontoi’);
elseifgu>x
disp(
‘Banlonhontoi’);
else
disp(
‘Banbangtuoitoi’);
end
b.switch:Cúphápcủaswitchnhưsau:
switch<biểuthức>
casen1:<lệnh1>
casen2:<lệnh2>
...............
casenn:<lệnhn>
otherwise:<lệnhn+1>
end
c.while:vònglặpwhiledùngkhikhôngbiếttrướcsốlầnlặp.Cúpháp
củanónhưsau:
12
while<biểuthức>
<phátbiểu>
end
Xétchươngtrìnhinrachuoi“Xinchao”lênmàhìnhvớisốlầnnhậptừ
bànphím
ct1_5.mnhưsau:
clc
disp(ʹxinchaoʹ);
gu=input(ʹNhapsolanin:ʹ);
i=0;
whilei~=gu
disp([ʹXinchaoʹi]);
i=i+1
end
d.for
:vònglặpfordùngkhibiếttrướcsốlầnlặp.Cúphápnhưsau:
for<chỉsố>=<giátrịđầu>:<mứctăng>:<giátrịcuối>
Taxâydựngchươngtrìnhđoánsố
ct1_6.m:
clc
x=fix(100*rand);
n=7;
t=1;
fork=1:7
num=int2str(n);
disp([ʹBancoquyendudoanʹ,num,ʹlanʹ]);
disp(ʹSocandoannamtrongkhoang0‐100ʹ);
gu=input(ʹNhapsomabandoan:ʹ);
ifgu
<x
disp(ʹBandoannhohonʹ);
elseifgu>x
disp(ʹSobandoanlonhonʹ);
else
disp(ʹBandadoandung.Xinchucmungʹ);
t=0;
break;
end
13
n=n‐1;
end
ift>0
disp(ʹBankhongdoanraroiʹ);
numx=int2str(x);
disp([ʹDolaso:ʹ,numx]);
end
e.break:phátbiểubreak đểkếtthúcvònglặpforhaywhilemàkhông
quantâmđếnđiềukiệnkếtthúcvònglặpđãthoảmãnhaychưa.
§2.ĐỒHOẠTRONGMATLAB
1.Cáclệnhvẽ:MATLABcungcấpmộtloạthàmđểvẽbiểu diễncácvectơsố
liệucũngnhưgiảithíchvàincácđườngcongnày.
plotđồhọa2‐Dvớisốliệu2trụcvôhướngvàtuyếntính
plot3 đồhọa3‐Dvớisốliệu2trụcvôhướngvàtuyếntính
polar đồhoạtronghệtoạđộcực
loglogđồhoạvớicáctrụclogarit
semilogxđồhoạvớitrụcxlogaritvàtrụcytuyếntính
semilogyđồhoạvớitrục ylogaritvàtrụcxtuyếntính
plotyyđồhoạvớitrụcycónhãnởbêntráivàbênphải
2.Tạohìnhvẽ:Hàmplotcócácdạngkhácnhauphụthuộcvàocácđốisố
đưavào.Vídụnếuylàmộtvectơth ì
plot(y)tạoramộtđườngthẳngquanhệ
giữacácgiátrịcủayvàchỉsốcủanó.Nếutacó2vectơxvàythì
plot(x,y)
tạorađồthịquanhệgiữaxvày.
t=
[0:pi/100:2*pi]
y=sin(t);
plot(t,y)
gridon
polar(t,y)
3.Đặctảkiểuđườngvẽ:Tacó thểdùngcáckiểuđườngvẽkhácnhaukhivẽ
hình.Muốnthếtachuyểnkiểuđườngvẽchohàm
plot.Taviếtchươngtrình
ct1_7.mtạorađồthịhàmhìnhsin:
14
t=[0:pi/100:2*pi];
y=sin(t);
plot(t,y,
’.‘)%vẽbằngđườngchấmchấm
gridon
4.Đặctảmàuvàkíchthướcđườngv ẽ:Đểđặctảmàuvàkíchthướcđường
vẽtadùngcácthamsốsau:
LineWidthđộrộngđườngthẳng,tínhbằngsốđiểm
MarkerEdgeColor màucủacáccạnhcủakhốiđánhdấu
MarkerFaceColormàucủakhốiđánhdấu
MarkerSizekíchthướccủakhốiđánhdấu
Màuđượcxácđịnhbằngcácthamsố:
Mã Màu Mã Màu
r red m magenta
g green y yellow
b blue k black
c cyan w white
Cácdạngđiểmđánhdấuxácđịnhbằng:
Mã Kiểuđánhdấu Mã Kiểuđánhdấu
+ dấucộng .điểm
o vòngtròn x chữthập
* dấusao s hìnhvuông
d hạtkimcương vđiểmtamgiáchướngxuống
^điểmtamgiáchướnglên < tamgiácsangtrái
> tamgiácsangphải h lụcgiác
p ngũgiác
Cácdạngđườngthẳngxácđịnhbằng:
Mã Kiểuđường Mã Kiểuđường
‐ đườngliền :đườngchấmchấm
‐‐ đườngđứtnét‐.đườngchấmgạch
15
Taxétchươngtrìnhct1_8.mnhưsau:
x=‐pi:pi/10:pi;
y=tan(sin(x))‐sin(tan(x));
plot(x,y,ʹ‐‐rs
’,ʹLineWidthʹ,2,ʹMarkerEdgeColorʹ,ʹkʹ,
ʹMarkerFaceColorʹ,ʹgʹ,ʹMarkerSizeʹ,10)
Chươngtrìnhnàysẽvẽđườngcongy=f(x)cócácđặctảsau:
‐đườngvẽlàđườngđứtnét(‐‐)
‐khốiđánhdấuhìnhvuông(s),đườngvẽmàuđỏ(r)
‐đườngvẽrộng2point
‐cáccạnhcủakhố
iđánhmàuđen
‐khốiđánhdấumàugreen
‐kíchthướckhốiđánhdấu10point
5.Thêmđườngvẽvàođồthịđãcó:Đểlàmđiềunàytadùnglệnhhold.Khi
tađánhlệnh
holdonthìMATLABkhôngxoáđồthịđangcó.Nóthêmsốliệu
vàođồthịmớinày.Nếuphạmvigiátrịcủađồthịmớivượtquácácgiátrị
củatrụctoạđộcũthìnósẽđịnhlạitỉlệxích.
6.Chỉvẽcácđiểmsốliệu:Đểvẽcácđiểmđánhdấumàkhôngnốichúnglại
với nhau ta dùngđặc tả nói rằng không có cácđường nối giữa cácđiểm,
nghĩalàtagọihàm
plotchỉvớiđặctảmàuvàđiểmđánhdấu.Taxétchương
trình
ct1_9.mnhưsau:
x=‐pi:pi/10:pi;
y=tan(sin(x))‐sin(tan(x));
plot(x,y,ʹsʹ,ʹMarkerEdgeColorʹ,ʹkʹ)
7.Vẽcácđiểmvàđường:Đểvẽ cảcácđiểmđánhdấu vàđườngn ối giữa
chúngtacầnmôtảkiểuđườngvàkiểuđiểm.Taxétchươngtrình
ct1_10.m:
x=0:pi/15:4*pi;
y=exp(2*sin(x));
plot(x,y,ʹ‐rʹ,x,y,ʹokʹ)
dùngvẽđườngcongy=f(x)cóđườngnốiliền,màuđỏ.Điểmđánhdấulà
16
chữocómàuđen.
8.Vẽvớihaitrụcy
:Lệnhplotyychophéptạomộtđồthịcó haitrụcy.Ta
cũngcóthểdùng
plotyyđểchogiátr ịtrênhaitrụcycókiểukhácnhaunhằm
tiệnsosánh.Taxétchươngtrình
ct1_11.m:
t=0:900;
A=1000;
b=0.005;
a=0.005;
z2=sin(b*t);
z1=A*exp(‐a*t);
[haxes,hline1,hline2]=plotyy(t,z1,t,z2,ʹsemilogyʹ,ʹplotʹ);
9.Vẽđườngcongvớisốliệu3‐D :Nếux,y,zlà3vectơcócùngđộdàithì
plot3sẽvẽđườngcong3D.Taviếtchươngtrìnhct1_12.m:
t=0:pi/50:10*pi;
plot3(sin(t),cos(t),t)
axissquare;
gridon
10.Đặtcácthôngsốchotrục
:Khitatạomộthìnhvẽ,MATLABtựđộngchọn
cácgiớihạntrêntrụctoạđộvàkhoảngcáchđánhdấudựatrênsốliệudùng
đểv ẽ.Tuynhiêntacóthểmôtảlạiphạ
mvigiátrịtrêntrụcvàkhoảngcách
đánhdấutheoýriêng.Tacóthểdùngcáclệnhsau:
axis đặtlạicácgiátrịtrêntrụctoạđộ
axes tạomộttrụctoạđộmớivớicácđặ
ctínhđượcmôtả
getvàset chophépxácđịnhvàđặtcácthuộctínhcủatrụctoạđộđang
có
gca trởvềtrụctoạđộcũ
MATLABchọncá cgiớihạntrêntrụctoạđộvàkhoảngcáchđánh
dấudựa
trênsốliệudùngđểvẽ.Dùnglệnh
axiscóthểđặtlạigiớihạnnày.Cúpháp
củalệnh:
axis[xmin,xmax,ymin,ymax]
Taxétchươngtrình
ct1_13.mnhưsau:
17
x=0:0.025:pi/2;
plot(x,tan(x),ʹ‐roʹ)
axis([0pi/205])
MATLABchiavạchtrêntrụcdựatrênphạmvidữliệuvàchiađều.Tacóthể
môtảcáchchianhờthôngsố
xtickvàytickbằngmộtvectơtăngdần.Vídụ
xétchươngtrình
ct1_14.m:
x=‐pi:.1:pi;
y=sin(x);
plot(x,y)
set(gca,ʹxtickʹ,‐pi:pi/2:p);
set(gca,ʹxticklabelʹ,{ʹ‐piʹ,ʹ‐pi/2ʹ,ʹ0ʹ,ʹpi/2ʹ,ʹpiʹ})
11.Ghinhãnlêncáctrụctoạđộ:MATLABcungcấpcáclệnhghinhãnlênđồ
hoạgồm:
title thêmnhãnvàođồhoạ
xlabel thêmnhãnvàotrụcx
ylabel thêmnhãnvàotrụcy
zlabel thêmnhãnvàotrụcz
legend thêmchúgiảivàođồthị
text hiểnthịchuỗivănbảnởvịtrínhấtđịnh
gtext đặtvănbảnlênđồhoạnhờchuột
\bf boldfont
\it italicsfont
\sl obliquefont(chữnghiêng)
\rm normalfont
Cáckítựđặcbiệtxemtrong
StringpropertiescủaHelp.
Tadùngcáclệnhxlabel,ylabel,zlabelđểthêmnhãnvàocáctrụctoạđộ.Ta
có thể thêm văn bản vào bất kì chỗ nào trên hình vẽ nhờ hàmtext. Ta có
chươngtrình
ct1_15.m:
x=‐pi:.1:pi;
y=sin(x);
plot(x,y)
xlabel(ʹt=0to2\piʹ,ʹFontsizeʹ,16)
ylabel(ʹsin(t)ʹ,ʹFontsizeʹ,16)
18
title(ʹ\it{Giatricuasintuzerođến2pi}ʹ,ʹFontsizeʹ,16)
text(3*pi/4,sin(3*pi/4),ʹ\leftarrowsin(t)=0.707ʹ,ʹFontSizeʹ,12)
12.Địnhvịvănbảntrênhìnhvẽ:Tacóthểsửdụngđốitượngvănbảnđểghi
chúcáctrụcởvịtríbấtkì.MATLABđịnhvịvănbảntheođơnvịdữliệutrên
trục.Vídụđểvẽhàmy=Ae
α
t
vớiA=0.25,t=0đến900vàα=0.005taviết
chươngtrình
ct1_16.m:
t=0:900;
plot(t,0.25*exp(‐0.005*t))
plot(t,y)
text(300,.25*exp(‐.005*300),
ʹ\bullet\leftarrow\fontname{times}0.25{\ite}^{‐0.005{\itt}}tai,
{\itt}=300ʹ,ʹFontSizeʹ,14)%ghichutait=300
ThamsốHorizontalAlignmentvàVerticalAlignmentđịnhvịvănbảnsovới
cáctoạđộx,y,zđãcho.
13.Đồhoạđặcbiệt
:
a.Khốivàvùng:Đồhoạkhốivàvùngbiểudiễnsốliệulàvectơhayma
trận.MATLABcungcấpcáchàmđồhoạkhốivàvùng:
bar hiểnthịcáccộtcủamatrậnm*nnhưlàmnhóm,mỗinhóm
cónbar
barh hiểnthịcáccộtcủamatrậnm*nnhưlàmnhóm,mỗinhóm
cónbarnằmngang
bar3 hiểnthịcáccộtcủamatrậnm*nnhưlàmnhóm,mỗinhóm
cónbardạng3D
bar3hhiểnthịcáccộtcủamatrậnm*nnhưlàmnhóm,mỗinhóm
cónbardạng3Dnằmngang
Mặcđịnh, mỗi phần tử của ma trậnđược biểu diễn bằng một
bar. Ta xét
chươngtrình
ct1_17.m:
y=[521
673
863
555
158];
19
bar(y)
b.Môtảdữliệutrêntrục:Tadùngcáchàmxlabelvàylabelđểmôtả
cácdữliệutrêntrục.Taxétchươngtrình
ct1_18.m:
nhdo=[2923272520232327];
ngay=0:5:35;
bar(ngay,nhdo)
xlabel(ʹNgayʹ)
ylabel(ʹNhietdo(^{o}C)ʹ)
set(gca,ʹYLimʹ,[1530],ʹLayerʹ,ʹtopʹ)
gridon
set(gca,ʹYLimʹ,[1530])
Mặcđịnh,phạm vigiátrịcủatrụcy làtừ 0đến30.Đểxemnhiệtđộtrong
khoảngtừ15đến30tathayđổiphạmvigiátrịcủatrụcy:
set(gca,ʹYLimʹ,[1530],ʹLayerʹ,ʹtopʹ)
vàtrênđồthị,phạmvigiátrịcủatrụcyđãthayđổi.
c.Xếpchồngđồthị:Tacóthểxếpchồngsốliệutrênđồthịthanhbằng
cáchtạoramộttrụckháctrêncùngmộtvịtrívànhưvậytacómộttrụcyđộc
lậpvớibộsốliệu
khác.
TCE=[5154203702501351206020];
nhdo=[2923272520232327];
ngay=0:5:35;
bar(ngay,nhdo)
xlabel(ʹNgayʹ)
ylabel(ʹNhietdo(^{o}C)ʹ)
Đểxếpchồngmộtsốliệulênmộtđồthịthanhởtrên,cótrụcthứ2ở
cùngvịtrínhưtrụcthứnhấttaviết:
h1=gca;
vàtạotrụcthứ2ởvịtrítrụcthứnhấttrướcnhấtvẽbộsốliệuthứ2:
h2=axes(ʹPositionʹ,get(h1,ʹPositionʹ));
20
plot(days,TCE,ʹLineWidthʹ,3)
Đểtrụcthứ2khônggâytrởngạichotrụcthứnhấttaviết:
set(h2,ʹYAxisLocationʹ,ʹrightʹ,ʹColorʹ,ʹnoneʹ,ʹXTickLabelʹ,[])
set(h2,ʹXLimʹ,get(h1,ʹXLimʹ),ʹLayerʹ,ʹtopʹ)
Đểghichúlênđồthịtaviết:
text(11,380,ʹMatdoʹ,ʹRotationʹ,‐‐55,ʹFontSizeʹ,16)
ylabel(ʹTCEMatdo(PPM)ʹ)
title(ʹXepchongdothiʹ,ʹFontSizeʹ,16)
(lưutrongct1_19.m)
d.Đồhoạvùng
:Hàmareahiểnthịđườngcongtạotừmộtvectơhaytừ
mộtcộtcủa matrận. Nóvẽcácgiátrị củamộtcột của matrận thànhmột
đườngcongriêngvàtôđầyvùngkhông
giangiữacácđườngcongvàtrụcx.
taxétchươngtrình
ct1_20.m:
Y=[512
837
968
555
423];
area(Y)
hiểnthịđồthịcó3vùng,mỗivùngmộtcột.Độcaocủamỗiđồthịvùnglà
tổngcácphầntửtrongmộthàng.Mỗiđườngcongsausửdụngđườngcong
trướclàmcơsở.Đểhiển
thịđườngchialướitadùnglệnh:
set(gca,ʹLayerʹ,ʹtopʹ)
set(gca,ʹXTickʹ,1:5)
gridon
f.Đồthịpie
:Đồthịpiehiểnthịtheotỉlệphầntrămcủa mộtphầntử
củamộtvectơhaymộtmatrậnsovớitổngcácphầntử.Cáclệnh
pievàpie3
tạorađồthị2Dvà3D.taxétchươngtrình
ct1_21.m:
X=[19.3 22.1 51.6;
34.2 70.3 82.4;
61.4 82.9 90.8;
21
50.5 54.9 59.1;
29.4 36.3 47.0];
x=sum(X);
explode=zeros(size(x));
[c,offset]=max(x);
explode(offset)=1;
h=pie(x,explode)
%A=[136];
%pie3(A)
Khitổngcácphầntửtrongđốisốthứnhấtb ằnghaylớnhơn1,pievàpie3
chuẩnhoácácgiátrị.Nh ưvậychovectơx,mỗiphầncódiệntích )x(sum
/
x
ii
vớix
ilàmộtphầntửcủax.Giátrịđượcchuẩnhoámôtảphầnnguyêncủa
mỗivùng.Khitổngcácphầntửtrongđốisốthứnhấtnhỏhơn1,
pievàpie3
khôngchuẩnhoácácphầntửcủavectơx.Chúngvẽmộtphầnpie.
x=[.19.22.41];
pie(x)
g.Làmhìnhchuyểnđộng:Tacóthểtạorahìnhchuyểnđộngbằng2cách
•tạovàlưunhiềuhìnhkhácnhauvàlầnlượthiểnthịchúng
•vẽvàxoá liêntụcmộtđốitượngtrênmànhình,mỗilầnv ẽlạicósự
thayđổi.
Vớicáchthứnhấttathựchiệnhìnhchuyểnđộngqua3bước:
•dùnghàmmovieinđểdànhbộnhớchomộtmatrậnđủlớnnhằmlưu
cáckhunghình.
•dùnghàmgetframesđểtạocáckhunghình.
•dùnghàmmovieđểhiểnthịcáckhunghình.
Sauđâylàvídụsửdụng
movieđểquansáthàmfft(eye(n)).Tatạochương
trình
ct1_22.mnhưsau:
axisequal
M=moviein(16,gcf);
set(gca,ʹNextPlotʹ,ʹreplacechildrenʹ)
h=uicontrol(ʹstyleʹ,ʹsliderʹ,ʹpositionʹ,[1001050020],ʹMinʹ,1,ʹMaxʹ,16)
forj=1:16
plot(fft(eye(j+16)))
22
set(h,ʹValueʹ,j)
M(:,j)=getframe(gcf);
end
clf;
axes(ʹPositionʹ,[0011]);
movie(M,30)
Bướcđầutiênđểtạohìnhảnhchuyểnđộnglàkhởigánmatrận.Tuynhiên
trướckhigọihàm
moviein,tacầntạoracáctrụctoạđộcócùngkíchthước
vớikíchthướcmà tamuốnhiểnthịhình.Dotrongvídụnàytahiểnthịcácsố
liệucáchđềutrênvòngtrònđơnvịnênta
dùnglệnhaxisequalđểxácđịnhtỉ
lệcáctrục.Hàm
movieintạoramatrậnđủlớnđểchứa16khunghình.Phát
biểu:
set(gca,ʹNextPlotʹ,ʹreplacechildrenʹ)
ngănhàmplotđưatỉlệcáctrụcvềaxisnormalmỗikhinóđượcgọi.Hàm
getframekhôngđốisốtrảlạicácđiểmảnhcủatrụchiệnhànhởhìnhhiệncó.
Mỗikhunghìnhgồmcácsốliệutrongmộtvectơcột.Hàm
getframe(gcf)chụp
toànbộphầntrong củamộtcửasổhiệnhành.Saukhitạorahìnhảnhtacó
thểchạychúngmộtsốlầnnhấtđịnhvídụ30lầnnhờhàm
movie(M,30).
Mộtphươngphápnữađểtạohìnhchuyểnđộnglàvẽvàxoá,nghĩalà
vẽmộtđốitượngđồhoạrồithayđổivịtrícủanóbằngcáchthayđổitoạđộx,
yvàzmộtlượ
ngnhỏnhờmộtvònglặp.Tacóthểtạoracáchiệuứngkhác
nhaunhờcáccáchxoáhìnhkhácnhau.Chúnggồm:
•noneMATLABkhôngxoáđốitượngkhinódichuyển
•background MATLABxoáđốitượngbằngcáchvẽnócómàu
nền
•xorMATLABchỉxoáđốitượng
TatạoraM‐filecótênlà
ct1_23.mnhưsau:
A=[‐8/300;0‐1010;028‐1];
y=[35‐10‐7]ʹ;
h=0.01;
p=plot3(y(1),y(2),y(3),ʹ.ʹ,
ʹEraseModeʹ,ʹnoneʹ,ʹMarkerSizeʹ,5);
axis([050‐2525‐2525])
23
holdon
fori=1:4000
A(1,3)=y(2);
A(3,1)=‐y(2);
ydot=A*y;
y=y+h*ydot;
set(p,ʹXDataʹ,y(1),ʹYDataʹ,y(2),ʹZDataʹ,y(3))%thaydoitoado
drawnow
i=i+1;
end
13.Đồhoạ3D
:
a.Cáclệnhcơbản:Lệnhmeshvàsurftạoralướivàmặt3Dtừmatrận
sốliệu.Gọimatrậnsốliệulàzmàmỗiphầntửcủanóz(i,j)xácđịnhtungđộ
củamặtthì
mesh(z)tạoramộtlướicómàuthểhiệnmặtzcònsurf(z) tạora
mộtmặtcómàuz.
b.Đồthị các hàm hai biến: Bước thứ nhấtđểthể hiện hàm 2 biến
z=f(x,y)làtạomatrậnxvàychứacáctoạđộtrongmiềnxácđịnhcủahàm.
Hàmmeshgridsẽbiếnđổivùngxácđịnhbởi2vectơxvà
ythànhmatrậnx
vày.Sauđótadùngmatrậnnàyđểđánhgiáhàm.
Takhảosáthàm
sin(r)/r.Đểtínhhàmtrongkhoảng‐8và8theoxvày
tachỉcầnchuyểnmộtvectơđốisốcho
meshgrid:
[x,y]=meshgrid(‐8:.5:8);
r=sqrt(x.^2+y.^2)+0.005
;
matrậnrchứakhoảngcáchtừtâmcủamatrận.Tiếptheotadùnghàm
mesh
đểvẽhàm.
z=sin(r)./r;
mesh(z)
c.Đồthịđườngđẳngmức:Cáchàmcontourtạo,hiểnthịvàghichúcác
đườngđẳngmứccủamộthaynhiềumatrận.Chúnggồm:
clabel tạocácnhãnsửdụngmatrậncontourvàhiểnthịnhãn
contour hiểnthịcácđườngđẳngmứctạobởimộtgiátrịchotrước
củamatrậnZ.
24
contour3 hiểnthịcácmặtđẳngmứctạobởimộtgiátrịchotrướccủa
matrậnZ.
contourf hiểnthịđồthịcontour2Dvàtômàuvùnggiữa2cácđường
contourc hàmcấpthấpđểtínhmatrậncontour
Hàm
meshchiểnthịcontourvàlướivàsurfchiểnthịmặtcontour.
[X,Y,Z]=peaks;
contour(X,Y,Z,20)
Mỗicontourcómộtgiátrịgắnvớinó.Hàmclabeldùnggiátrịnàyđểhiểnthị
nhãnđườngđồngmức2D.Matrậncontourchứagiátrịclabeldùngchocác
đường contour 2D. Ma trận nàyđược xácđịnh bởi
contour, contour3 và
contourf.
Đểhiểnthị10đườngđẳngmứccủahàm
peaktaviết:
Z=peaks;
[C,h]=contour(Z,10);
clabel(C,h)
title({ʹCaccontourconhanʹ,ʹclabel(C,h)ʹ})
Hàm
contourfhiểnthịđồthịđườngđẳngmứctrênmộtmặtphẳngvàtômàu
vùngcònlạigiữacácđườngđẳngmức.Đểkiểmsoátmàutôtadùnghàm
caxisvàcolormap.Taviếtchươngtrìnhct1_26.m:
Z=peaks;
[C,h]=contourf(Z,10);
caxis([‐2020])
colormapautumn;
title({ʹContourcotomauʹ,ʹcontourf(Z,10)ʹ})
Cáchàm
contour(z,n)vàcontour(z,v)chophéptachỉrõsốlượngmức
contourhaymộtmứccontourcầnvẽnàođóvớizlàma trậnsốliệu,nlàsố
đường contour và v là vectơcácmức contour. MATLABkhôngphânbi
ệt
giữavectơmộtphầntửhayđạilượngvôhướng.Nhưvậynếuvlàvectơ
mộtphầntửmôtảmộtcontourđơnởmộtmứchàm
contoursẽcoinólàsố
lượngđườngcontourchứkhôngphảilàmứccontour.Nghĩalà,
contour(z,v)
cũngnhư
contour(z,n).Đểhiểnthịmộtđườngđẳngmứctacầnchovlàmột
25
vectơcó2phầntửvớicảhai phầntửbằngmứcmongmuốn.Vídụđểtạora
mộtđườngđẳngmức3Dcủahàmpeakstaviếtchươngtrình
ct1_27.m:
xrange=‐3:.125:3;
yrange=xrange;
[X,Y]=meshgrid(xrange,yrange);
Z=peaks(X,Y);
contour3(X,Y,Z)
ĐểhiểnthịmộtmứcởZ=1,tachovlà[11]
v=[11]
contour3(X,Y,Z,v)
Hàm
ginputchophéptadùngchuộthaycácphímmũitênđểchọncác
điểmvẽ.Nótrảv ềtoạđộcủavịtrícontrỏ.Vídụsausẽminhhoạcácdùng
hàm
ginputvàhàmsplineđểtạorađườngcongnộisuyhaibiến.
TatạomộtM‐filecótên
ct1_28.mnhưsau:
disp(ʹChuotphaitrocacdiemtrenduongveʹ)
disp(ʹChuottraitrodiemcuoicuaduongveʹ)
axis([010010])
holdon
x=[];
y=[];
n=0;
but=1;
whilebut==1
[xi,yi,but]=ginput(1);
plot(xi,yi,ʹgoʹ)
n=n+1;
x(n,1)=xi;
y(n,1)=yi;
end
t=1:n;
ts=1:0.1:n;
xs=spline(t,x,ts);
