Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Industrial programming >> MATLAB

Visualisasikan Ekspresi Matematika di MATLAB:Panduan Plotting 2D &3D

MATLAB menyediakan alat yang ampuh untuk memvisualisasikan ekspresi atau fungsi matematika. Anda dapat memplot berbagai fungsi, mulai dari persamaan linier sederhana hingga ekspresi matematika kompleks, dan memvisualisasikannya dalam ruang 2D atau 3D. Kemampuan ini sangat berguna bagi para insinyur, ilmuwan, dan matematikawan yang perlu menganalisis dan memahami perilaku fungsi matematika.

Plotting ekspresi atau fungsi dapat dilakukan dengan menggunakan metode berikut di matlab.

Menggunakan fplot() di Matlab

Fungsi fplot() di MATLAB digunakan untuk memplot fungsi satu variabel pada rentang tertentu. Hal ini sangat berguna untuk memvisualisasikan fungsi dan ekspresi matematika.

Sintaks

fplot(f)
fplot(f,xinterval)
fplot(funx,funy)
fplot(funx,funy,tinterval)
fplot(___,LineSpec)
fplot(___,Name,Value)
fplot(ax,___)

Mari kita pahami sintaksnya secara detail.

fplot(f) − Fungsi menampilkan grafik fungsi y =f(x) pada interval default [-5 5] untuk x.

fplot(f,xinterval) - Fungsi memplot grafik pada interval tertentu. Interval harus ditentukan sebagai vektor dua elemen dalam bentuk [xmin xmax].

fplot(funx,funy) − Fungsi menampilkan kurva yang ditentukan oleh persamaan parametrik x =funx(t) dan y =funy(t) pada interval default [-5 5] untuk t.

fplot(funx,funy,tinterval) − Fungsi fplot(funx, funy, tinterval) memplot kurva parametrik yang ditentukan oleh x =funx(t) dan y =funy(t) pada interval tertentu. Intervalnya harus ditentukan sebagai vektor dua elemen dalam bentuk [tmin tmax].

fplot(___,LineSpec) - Opsi fplot(___, LineSpec) memungkinkan Anda menentukan gaya garis, simbol penanda, dan warna garis untuk plot. Misalnya, menggunakan '-r' akan membuat garis merah. Opsi ini dapat digunakan setelah kombinasi argumen masukan mana pun dalam sintaksis sebelumnya.

fplot(___,Name,Value) - Menggunakan fplot(___, Name, Value) memungkinkan Anda menentukan properti baris menggunakan satu atau lebih argumen pasangan nama-nilai. Misalnya, 'Lebar Garis', 2 menentukan lebar garis 2 titik. Opsi ini dapat digunakan setelah kombinasi argumen masukan mana pun dalam sintaksis sebelumnya.

fplot(ax,___) - Fungsi memplot grafik ke dalam sumbu yang ditentukan oleh ax, bukan sumbu saat ini (gca). Sumbu harus ditentukan sebagai argumen masukan pertama.

Mari kita jalankan beberapa contoh untuk setiap sintaks yang telah kita cantumkan di atas.

Contoh 1:Menggunakan fplot(f)

Misalkan kita ingin memplot fungsi y =x2

Menggunakan fungsi fplot().

% Define the function
f = @(x) x.^2;
% Plot the function
fplot(f)

Saat Anda menjalankan kode di atas di jendela perintah matlab, outputnya adalah −

Contoh 2:Menggunakan fplot(f,xinterval)

Katakanlah kita ingin memplot fungsi y =x3 pada interval [-2, 2].

Kode yang kami miliki adalah −

% Define the function
f = @(x) x.^3;
% Specify the interval
xinterval = [-2, 2];
% Plot the function over the specified interval
fplot(f, xinterval)

Dalam contoh ini, pertama-tama kita mendefinisikan fungsi y =x3 menggunakan fungsi anonim f =@(x) x.^3. Kami kemudian menentukan intervalnya sebagai xinterval =[-2, 2]. Fungsi fplot(f, xinterval) memplot fungsi ini pada interval yang ditentukan [-2, 2] untuk x. Terakhir, kami menambahkan judul dan label pada plot untuk pemahaman yang lebih baik.

Saat Anda mengeksekusi kode, outputnya adalah −

Contoh 3:Menggunakan fplot(funx,funy)

Katakanlah kita ingin memplot sebuah lingkaran menggunakan persamaan parametrik −

x=cos(t)

y=dosa(t)

% Define the parametric equations for a circle
funx = @(t) cos(t);
funy = @(t) sin(t);
% Plot the circle
fplot(funx, funy)

Dalam contoh ini, kita mendefinisikan persamaan parametrik untuk lingkaran menggunakan fungsi anonim funx =@(t) cos(t) dan funy =@(t) sin(t). Fungsi fplot(funx, funy) kemudian memplot lingkaran yang ditentukan oleh persamaan parametrik ini pada interval default [-5 5] untuk t.

Saat Anda mengeksekusi kode, outputnya adalah −

Contoh 4:Menggunakan fplot(funx,funy,tinterval)

Katakanlah kita ingin memplot cardioid menggunakan persamaan parametrik −

x=2cos(t)(1cos(t))

y=2sin(t)(1cos(t))

selama interval [0,2]

% Define the parametric equations for a cardioid
funx = @(t) 2 * cos(t) .* (1 - cos(t));
funy = @(t) 2 * sin(t) .* (1 - cos(t));
% Specify the interval
tinterval = [0, 2*pi];
% Plot the cardioid
fplot(funx, funy, tinterval)

Dalam contoh ini, kami mendefinisikan persamaan parametrik untuk cardioid menggunakan fungsi anonim funx dan funy. Kami kemudian menentukan interval tinterval =[0, 2*pi] untuk parameter t. Fungsi fplot(funx, funy, tinterval) kemudian memplot cardioid pada interval yang ditentukan ini.

Ketika kode dijalankan, outputnya adalah −

Contoh 5:Menggunakan fplot(___,LineSpec)

Katakanlah kita ingin memplot fungsi y =x2 menggunakan garis hijau putus-putus.

% Define the function
f = @(x) x.^2;
% Plot the function with line style '-.' (dashed) and color 'g' (green)
fplot(f, '-.g')

Dalam contoh ini, kami menggunakan '-.' LineSpec untuk menentukan garis putus-putus ('-') dengan penanda ('.') dan warna ('g' untuk hijau). Fungsi fplot(f, '-.g') kemudian memplot fungsi y =x2 menggunakan gaya garis, penanda, dan warna yang ditentukan.

Saat Anda mengeksekusi kode, outputnya adalah −

Contoh 6:Menggunakan fplot(___,Nama,Nilai)

Katakanlah kita ingin memplot fungsi y=sin(x) dengan garis merah yang lebih tebal.

% Define the function
f = @(x) sin(x);
% Plot the function with line width of 2 points and color 'r' (red)
fplot(f, 'LineWidth', 2, 'Color', 'r')

Dalam contoh ini, kita menggunakan argumen pasangan nama-nilai 'Lebar Garis' untuk menentukan lebar garis sebesar 2 titik, dan argumen pasangan nama-nilai 'Warna' untuk menentukan warna merah ('r'). Fungsi fplot(f, 'LineWidth', 2, 'Color', 'r') kemudian memplot fungsi y=sin(x) menggunakan lebar dan warna garis yang ditentukan.

Saat Anda mengeksekusi kode, outputnya adalah −

Contoh 7:Menggunakan fplot(ax,___)

Katakanlah kita ingin memplot fungsi y =x2 ke dalam sekumpulan sumbu tertentu, bukan sumbu default.

Kode di atas adalah −

% Define the function
f = @(x) x.^2;
% Create a new figure and axes
figure;
ax = axes;
% Plot the function into the specified axes
fplot(ax, f)

Dalam contoh ini, pertama-tama kita membuat gambar dan sumbu baru menggunakan fungsi gambar dan sumbu. Kita kemudian menggunakan fungsi fplot(ax, f) untuk memplot fungsi y =x2 ke dalam sumbu yang ditentukan oleh ax.

Saat Anda mengeksekusi kode di jendela perintah matlab, outputnya adalah −

Menggunakan fplot3() di Matlab

Di MATLAB, fungsi fplot3() digunakan untuk memplot kurva parametrik 3D. Hal ini memungkinkan Anda untuk memvisualisasikan kurva yang ditentukan oleh persamaan parametrik dalam ruang tiga dimensi. Hal ini berguna untuk memahami bentuk dan perilaku kurva kompleks dalam geometri 3D.

Sintaks

fplot3(xt,yt,zt)
fplot3(xt,yt,zt,[tmin tmax])
fplot3(___,LineSpec)
fplot3(___,Name,Value)

Mari kita pahami penjelasan sintaksis secara detail.

fplot3(xt,yt,zt) − Fungsi memplot kurva parametrik yang diwakili oleh x(t)=xt,y(t)=yt, dan z(t)=zt pada interval default 5

fplot3(xt,yt,zt,[tmin tmax]) − Fungsi memplot kurva parametrik yang diwakili oleh x(t)=xt, y(t)=yt, dan z(t)=zt pada interval tmin

fplot3(___,LineSpec) − Fungsi menggunakan LineSpec untuk menentukan gaya garis, simbol penanda, dan warna garis untuk plot.

fplot3(___,Name,Value) - Memungkinkan Anda menentukan properti baris menggunakan satu atau lebih argumen pasangan Nama,Nilai. Pengaturan ini berlaku untuk semua garis yang diplot. Untuk mengatur opsi setiap baris, gunakan objek yang dikembalikan oleh fplot3.

Sekarang mari kita lihat contoh masing-masing sintaks yang telah kami jelaskan di atas.

Contoh 1:Menggunakan fplot3(xt,yt,zt)

Katakanlah kita ingin memplot heliks dalam ruang 3D yang diberikan oleh persamaan parametrik −

x(t)=cos(t)

y(t)=dosa(t)

z(t)=t

Kode yang akan diplot adalah −

% Define the parametric equations
xt = @(t) cos(t);
yt = @(t) sin(t);
zt = @(t) t;
% Plot the 3D parametric curve
fplot3(xt, yt, zt)

Dalam contoh ini, fungsi fplot3(xt, yt, zt) memplot heliks dalam ruang 3D menggunakan persamaan parametrik yang ditentukan. Plot yang dihasilkan menunjukkan heliks yang memanjang sepanjang sumbu z seiring bertambahnya t, membentuk bentuk spiral dalam ruang 3D pada interval default 5

Saat Anda mengeksekusi kode di jendela perintah matlab, outputnya adalah −

Contoh 2:Menggunakan fplot3(xt,yt,zt,[tmin tmax])

Katakanlah kita ingin memplot sebagian heliks dalam ruang 3D yang diberikan oleh persamaan parametrik −

x(t)=cos(t)

y(t)=dosa(t)

z(t)=t

Selama interval 0

Kode yang akan diplot adalah −

xt = @(t) cos(t);
yt = @(t) sin(t);
zt = @(t) t;
tmin = 0;
tmax = 4*pi;
fplot3(xt, yt, zt, [tmin, tmax])

Dalam contoh ini, fungsi fplot3(xt, yt, zt, [tmin, tmax]) memplot sebagian heliks dalam ruang 3D pada interval yang ditentukan 0

Ketika kode dieksekusi dalam perintah matlab, outputnya adalah −

Contoh 3:Menggunakan fplot3(___,LineSpec)

Katakanlah kita ingin memplot kurva parametrik yang diwakili oleh fungsi x(t)=cos(t), y(t)=sin(t), dan z(t)=t dalam ruang 3D, dan kita ingin kurva tersebut ditampilkan sebagai garis putus-putus merah.

Kodenya adalah −

xt = @(t) cos(t);
yt = @(t) sin(t);
zt = @(t) t;
fplot3(xt, yt, zt, '-r')

Dalam contoh ini, fungsi fplot3(xt, yt, zt, '-r') memplot kurva parametrik dalam ruang 3D menggunakan persamaan parametrik yang ditentukan dan LineSpec -r (garis merah putus-putus). Plot yang dihasilkan menunjukkan kurva berwarna merah dengan gaya garis putus-putus.

Ketika kode dijalankan, outputnya adalah −

Contoh 4:Menggunakan fplot3(___,Nama,Nilai)

Katakanlah kita ingin memplot kurva parametrik yang diwakili oleh fungsi x(t)=cos(t), y(t)=sin(t), dan z(t)=t dalam ruang 3D, dan kita ingin kurva tersebut ditampilkan dengan lebar garis yang lebih tebal dan warna biru.

Kode yang kami miliki adalah −

xt = @(t) cos(t);
yt = @(t) sin(t);
zt = @(t) t;
fplot3(xt, yt, zt, 'LineWidth', 2, 'Color', 'b')

Dalam contoh ini, fungsi fplot3(xt, yt, zt, 'LineWidth', 2, 'Color', 'b') memplot kurva parametrik dalam ruang 3D menggunakan persamaan parametrik dan properti garis yang ditentukan. Plot yang dihasilkan menunjukkan kurva dengan lebar garis lebih tebal 2 titik dan berwarna biru.

Saat Anda mengeksekusi kode di jendela perintah matlab, outputnya adalah −


MATLAB

  1. MATLAB - Tipe Data
  2. MATLAB - Aljabar
  3. MATLAB - Impor Data
  4. MATLAB 2-D Inverse Cosine Transform:Memulihkan Gambar dari Data Frekuensi
  5. MATLAB - Sintaks Dasar
  6. Master MATLAB OOP:Membangun Kode yang Kuat dan Dapat Digunakan Kembali dengan Kelas dan Objek
  7. MATLAB - Jenis Loop
  8. MATLAB - Operator
  9. MATLAB - Fungsi
  10. MATLAB - Vektor