MATLAB在多元函数绘图中的应用
摘要数学是一门工具化的科学语言,我们用数学解决很多问题。然而在学习数学的同时,
有很多复杂的数值计算和一些难以用手工画出它们的图形。例如:有一些多元函数,对于其的解值和图形却难以用人工画出,还有一些复杂的积分问题,不是横轻松就能算出的,甚至一些问题人们根本就不能手动算出答案。而MATLAB语言正是解决这种难题的最好工具,不仅能进行相关计算,又能绘制相关曲线,方便并且实用。利用其我们可以节省大量的时间,并且还让我们更深入的研究其中我们不知道的知识。
关键词多元函数MATLAB语言绘图积分
一、问题的提出
MATLAB语言是自20世纪80年代以来功能强、效率高、简单易学的一种科学计算语言。它的影响大,流行广。自1984年以来得到了广泛的发展与应用。近年来,MATLAB在我国科学研究和工程应用中发挥越来越大的作用。各高校积极推动计算机基础教育改革,计算机技术的飞速发展和全社会对计算就应用需求的不断增加,给计算机基础教育的发展提供了新的机遇。MATLAB具有友好的工作平台和编程环境、简单易用的程序语言、强大的科学计算机数据处理能力、出色的图形处理功能、应用广泛的模块集合工具箱、实用的程序接口和发布平台。在我们学习数学的同时,我们发现有很多东西只限于手工是很难完成的。举个多元函数的例子,比如当有一个很难的函数,我们必须解出它的值,并且还要在纸上画出它的图形来。对于我们来说这是一个比较难的问题。更难一点,老师让我们给它积分或者微分,这就更是难上加难了。这是我们不要忘了我们这门强大的科学语言MATLAB,它的功能我们已经了解。由此,我们用MATLAB解决这些问题。
二、MATLAB绘制多元函数的图形问题1
例:画出函数(1)的图形,其中xy3333。用MATLAB作图的程序为clearx3013y3013XYmeshgridxyZsqrtX2Y2meshXYZ运行结果如图1所示。清除以前的程序x的范围为3,3y的范围为3,3将向量xy指定的区域转化为矩阵XY产生函数值Z生成三维图形
f图1
函数z
xy
2
2
的三维图形
如果画图1等高线程序如下:clear清除以前的程序x3013x的范围为3,3y3013y的范围为3,3XYmeshgridxy将向量xy指定的区域转化为矩阵XYZsqrtX2Y2产生函数值Zco
tour3XYZ10画10条等高线xlabelXaxisylabelYaxiszlabelZaxis三个坐标轴的标记titleCo
tour3ofSurface标题grido
画网格线运行结果如图2所示r