MATLAB基础：二维数据曲线图与多色折线绘制教程

MATLAB是一种强大的数值计算和图形处理软件，广泛应用于科学计算、工程分析等领域。本文将详细介绍MATLAB绘图的基本概念和常用方法，重点集中在二维数据曲线图的创建。 首先，MATLAB中的`plot`函数是绘制二维曲线图的核心工具。其基本调用格式是`plot(x, y)`，其中`x`和`y`是长度相同的向量，分别代表横坐标和纵坐标的数据。例如，例1展示了如何在0到2π的区间内绘制函数`y = 2e^(-0.5x) * cos(4πx)`的曲线。通过设置x轴的采样点，如`x = 0:pi/100:2*pi`，然后计算对应的y值，最后使用`plot(x, y)`命令生成图形。 `plot`函数还有更简洁的调用方式，即仅输入一个实向量`x`，此时它会根据`x`的元素下标和值自动绘制折线图，实际上是单根曲线的绘制。 如果要绘制多根二维曲线，`plot`函数可以接受矩阵形式的输入。当`x`是向量，而`y`是与`x`同维的矩阵时，`plot`会根据矩阵的另一维数绘制不同颜色的曲线，所有曲线共享同一横坐标。另一种情况是，当`x`和`y`都是同维矩阵时，每一列元素对应一对横纵坐标，会绘制出相应数量的曲线，即矩阵的列数。 除了基本的`plot`函数，MATLAB还提供了其他绘图函数，如`scatter`用于绘制散点图，`surf`和`mesh`用于绘制三维曲面，以及`semilogx`, `semilogy`, 和 `loglog`等用于对数坐标系的绘图。这些函数让图形表达更加丰富多样，有助于更好地展示数据特征。 总结来说，MATLAB绘图教程是学习数据分析和可视化的重要部分，熟练掌握`plot`函数及其变体，可以帮助用户有效地可视化复杂的数据关系，辅助科学研究和工程决策。通过实践练习，理解并灵活运用这些函数，将极大提升在MATLAB环境中的数据处理和图形生成能力。