WORKSHEET 4

THỰC HÀNH MATLAB CƠ BẢN WORKSHEET 4: VẼ ĐỒ THỊ TRONG MATLAB Thái Duy Quý ITFac – thaiduyquy@gmail.com – Mục đích: Worksheet giới thiệu cơng việc vẽ đồ thị MATLAB Yêu cầu: - Sinh viên thực hành phần mềm Matlab phòng máy, đọc kỹ phần luyện tập trước làm tập - Kết lưu lại thư mục MSSV_HoTen - Thời gian thực hành: tiết Luyện tập: MATLAB có nhiều tùy chọn cho việc vẽ đồ thị Lệnh quan trọng plot, lệnh làm việc worksheet Ngồi cịn có hai lệnh phụ thêm fplot ezplot từ Symbolic Toolbox Ezplot Lệnh dễ vẽ đồ thị ezplot gọi từ Symbolic Toolbox Trong dạng lệnh ezplot(f), vẽ biểu thức f =f(x) qua miền x mặc định (-2,2) Trong dạng lệnh ezplot(f, [a,b]), vẽ hàm f = f(x) với a < x < b Ví dụ: Lệnh ezplot(’cos(x)’) vẽ hình sau: Thái Duy Quý – thaiduyquy@gmail.com THỰC HÀNH MATLAB CƠ BẢN Ví dụ: Lệnh ezplot(’x^3-2*x+1’,[-2,2]) vẽ hình sau: Ví dụ: Chúng ta đặt nhiều lệnh vẽ hình đồ thị cách sử dụng lệnh hold sau lệnh vẽ đồ thị thứ lệnh hold off sau lệnh cuối Ngay sau gõ lệnh, tập đồ thị vẽ hình sau: Thái Duy Quý – thaiduyquy@gmail.com THỰC HÀNH MATLAB CƠ BẢN fplot Một lệnh khác dễ dàng sử dụng để vẽ đồ thị lệnh fplot Trong dạng fplot(f,[a,b]), lệnh vẽ biểu thức f = f(x) với a < x < b Trong dạng fplot(f,[a,b,c,d]), vẽ biểu thức f = f(x) với a < x < b giá trị f thuộc vùng (c,d) Trong dạng fplot([f,g,h, ],[a,b]), vẽ hàm f,g,h, … cửa sổ đồ thị với a < x < b Dạng fplot([f,g,h, ],[a,b,c,d]), vẽ hàm f,g,h, cửa sổ với a < x < b giá trị hàm thuộc (c,d) Ví dụ: Gõ fplot(’x^4-3*x^2-2*x’,[-2,2]) ta được: Và gõ fplot(’x^4-3*x^2-2*x’,[-2,2,-1,1]) ta được: Thái Duy Quý – thaiduyquy@gmail.com THỰC HÀNH MATLAB CƠ BẢN Ví dụ: Gõ fplot(’[cos(x),sin(x),sin(2*x)]’,[0.1,14]) ta nhận được: gõ fplot(’[tan(x),sin(x),cos(x)]’,2*pi*[-1 -1 1]) ta nhận được: Cũng lựa chọn tính màu sắc, kiểu đường ký tự vẽ với lệnh fplot Tuy nhiên, ta thảo luận vấn đề đề cập đến lệnh plot Thái Duy Quý – thaiduyquy@gmail.com THỰC HÀNH MATLAB CƠ BẢN plot Lệnh plot MATLAB lệnh sử dụng nhiều lệnh vẽ đồ thị Với dạng plot(x,y) vẽ vector x ngang với vector y Thông thường vector y hàm số vector x, ví dụ sau Ví dụ: Để thực vẽ hàm f(x) = sin(x2/2) 100 đoạn từ -1 đến 7, ta gõ sau: nhận được: Ví dụ: Lệnh x = linspace(-3,3,50); y=sin(x)-cos(2*x); plot(x,y,’r’) nhận được: Thái Duy Quý – thaiduyquy@gmail.com THỰC HÀNH MATLAB CƠ BẢN Ký tự ’r’ thiết lập màu đỏ (red) Nếu ta gõ plot(x,y,’go’) nhận màu xanh (g green) ký tự vẽ hình trịn Lệnh plot đưa vào nhiều dạng tham số plot(x,y,s) Giá trị s chuỗi ký tự nằm hai dấu ngoặc đơn, biểu thị cho màu sắc, kiểu đường ký tự hiễn thị Các tùy chọn màu lệnh plot (hoặc fplot) là: b Blue g Green r Red c Cyan m Mangeta y Yellow k Black Và tùy chọn kiểu đường vẽ: - Solid : Dotted - Dashdot dashed Và tùy chọn kiểu ký tự hiễn thị: Thái Duy Quý – thaiduyquy@gmail.com THỰC HÀNH MATLAB CƠ BẢN Point o Circle x x-mark + plus * Star s Square d diamond Hầu hết ký tự plot tìm thấy gõ lệnh help plot Lệnh plot sử dụng để thiết lập nhiều đồ thị với Biểu thức có dạng plot(x1,y2,s1,x2,y2,s2,x3,y3,s3, ) nối đồ thị cạng cặp ba (x1,y1,s1), (x2,y2,s2), Ví dụ: Đồ thị sinx – cos(2x) sinx.cosx vẽ đoạn (0,5) sử dụng 100 điểm Hàm thứ có màu xanh ký tự hình trịn hàm thứ hai có màu đen kiểu đường chấm Thái Duy Quý – thaiduyquy@gmail.com THỰC HÀNH MATLAB CƠ BẢN Bài tập Bài 1: Vẽ hàm sin(x), vùng (-1,2) sử dụng ezplot, fplot,và plot Lưu ý vẽ bạn ần định nghĩa vector đoạn khoảng (-1, 2) Cho hiễn thị đồ thị cửa sổ độc lập hiễn thị Sử dụng lệnh plot để vẽ đồ thị hàm sin(x) với x thuộc (0, 3) Đầu tiên sử dụng 20 điểm màu đen, sau sử dụng 100 điểm màu đỏ, kiểu đường dashed Cho hiễn thị đồ thị Gõ lệnh fplot(’[sin(x),x-x^3]’,[-2,2]) để vẽ đồ thị sin(x) x - x3/2 vùng (-2,2) cửa sổ Sau gõ x = linspace(-2,2,100); y=sin(x); z=’x-(x.^3)./2’; plot(x,y,x,z) để có đồ thị cửa sổ sử dụng lệnh plot Hiễn thị đồ thị Vẽ đồ thị hàm số cos(x) - x2/2 on (-2,2) đồ thị: sử dụng fplot, sau sử dụng lệnh plot Hiễn thị đồ thị Gõ đoạn code sau giải thích vẽ đồ thị x = 1:20 y = 20:-1:1 plot(x,y,‘+’) Thái Duy Quý – thaiduyquy@gmail.com THỰC HÀNH MATLAB CƠ BẢN Gõ đoạn code sau giải thích vẽ đồ thị: x = 1:20; y = 20:-1:1; z=4*sqrt(x); plot(x,y,’ob’,x,z,’:g’) Bài 2: Vẽ hàm sin(x), sin(x – 1), sin(x – 2), sin(x – 3) cửa sổ đồ thị với x thuộc (-5, 5) Hiễn thị đồ thị Lặp lại điều với hàm sin(x), sin(x + 1), sin(x + 2), sin(x + 3) Hiễn thị đồ thị Dựa hai đồ thị, xác định mối quan hệ sin(x) sin(x + a) gì? Vẽ hàm sin(x), sin(x) + 1, sin(x) + 2, sin(x) + cửa sổ đồ thị với x thuộc (-5, 5) Hiễn thị đồ thị Lặp lại điều với hàm sin(x), sin(x) - 1, sin(x) -2, sin(x) - Hiễn thị đồ thị Dựa hai đồ thị, xác định mối quan hệ sin(x) sin(x) + a gì? Vẽ hàm 0.25sin(x), 0.5sin(x), sin(x), 2sin(x), 4sin(x) cửa sổ đồ thị với x thuộc (-2, 2) Dựa đồ thị này, xác định mối quan hệ sin(x) asin(x)? Vẽ hàm sin(0.5x), sin(x), sin(1.5x), sin(2x), sin(2.5x), sin(3x) cửa sổ đồ thị với x thuộc (-2, 2) Hiễn thị đồ thị Dựa đồ thị này, xác định mối quan hệ sin(x) sin(ax)? Bài 3: Định nghĩa hàm f ( x)  x2 đoạn (-10,10) x2 1 Vẽ đồ thị cửa sổ tất hàm có dạng f(x – a) với a = 0,1,2,3,4,5 (Gợi ý: sử dụng: x = linspace(-10,10,200); f= ‘(x.^2)./(x.^2 + 1)’, plot(x,y,x-1,y,x-2,y,x-3,y,x-4,y,x-5,y) Nghĩ xem điều thực Lưu ý có khác biệt nhỏ vẽ đồ thị vùng (-15, 10) thay (-10,10) ) Vẽ cửa sổ hàm f (x + a), với x thuộc (-10, 10), cho a = 0,1,2,3,4,5 Hiễn thị đồ thị Thái Duy Quý – thaiduyquy@gmail.com THỰC HÀNH MATLAB CƠ BẢN Vẽ cửa sổ hàm f (x) + a, với x thuộc (-10, 10), cho a = 0,1,2,3,4,5 Hiễn thị đồ thị Vẽ cửa sổ hàm af (x), với x thuộc (-10, 10), cho a = 0,1,2,3,4,5 Hiễn thị đồ thị Vẽ cửa sổ hàm f (ax), với x thuộc (-10, 10), cho a = 0,1,2,3,4,5 Hiễn thị đồ thị Bài 3: Vẽ đồ thị hàm số x, x3, ex e^(x2) với < x < Vẽ đồ thị hàm số f(x) = sin(1/x) với 0.01 < x < 0.1 Vẽ hai hàm y  x y  s in3x đồ thị, ghi thích Vẽ hàm số y  x  x  sử dụng hàm plot fplot Phụ lục: Đồ thị 2D Matlab Matlab cung cấp lệnh giúp vẽ hầu hết đồ thị 2D phổ biến như: plot, bar, errorbar, … với thao tác lệnh đơn giản mạnh mẽ Bên cạnh việc dùng lệnh ta sử dụng nút cơng cụ để dựng hình nhiên tơi đề cập tới lệnh, việc sử dụng công cụ giới thiệu sau Sau vào tìm hiểu loại đồ thị Lệnh Plot vẽ đồ thị đường Cấu trúc:  plot(x,y) % vẽ đường y(x) với x tên biến, y tên hàm  plot(y) % ngầm hiểu vẽ đường y(x) Nếu y hàm phức thì:  plot(real(y),imag(y)) % real(y) phần thực, imag(y) phần ảo 10 Thái Duy Quý – thaiduyquy@gmail.com THỰC HÀNH MATLAB CƠ BẢN Ví dụ: >>x=linspace(1,10,100); % lấy 100 điểm khoảng (1,10) >>y=sin(x); >> plot(x,y) Lệnh Bar vẽ đồ thị dạng cột >>x=-10:0.2:10; >>y=-x.*x; % lấy giá trị từ -10 đến 10 cách 0,2 đơn vị % hàm y = -x2 gõ y=-x.^2 ; ý có dấu chấm >>bar(x,y) Lệnh Stairs vẽ đường bậc thang >>x=0:0.25:10; >>stairs(x,sin(x)) 11 Thái Duy Quý – thaiduyquy@gmail.com THỰC HÀNH MATLAB CƠ BẢN Lệnh Errorbar vẽ đồ thị sai số >>x=-5:0.1:5; >>y=erf(x); >>e=rand(size(x))/20; >>errorbar(x,y,e) Lệnh Polar vẽ tọa độ cực >>x=0:0.1:2*pi; >>polar(x,abs(sin(2*x).*cos(2*x))) 12 Thái Duy Quý – thaiduyquy@gmail.com THỰC HÀNH MATLAB CƠ BẢN Lệnh Stem vẽ đồ thị dạng >>x=0:0.2:10; >>y=sin(x.^2).*exp(-x); % ý dấu chấm >>stem(x,y) Lệnh Pie vẽ đồ thị dạng bánh >>x=[20 47 15 13 5]; >>y=[0 0 0] % để nhấn mạnh phần 13, chọn để chúng dính liền >>pie(x,y) Hết 13 Thái Duy Quý – thaiduyquy@gmail.com ... fplot(’x ^4- 3*x^2-2*x’,[-2,2]) ta được: Và gõ fplot(’x ^4- 3*x^2-2*x’,[-2,2,-1,1]) ta được: Thái Duy Quý – thaiduyquy@gmail.com THỰC HÀNH MATLAB CƠ BẢN Ví dụ: Gõ fplot(’[cos(x),sin(x),sin(2*x)]’,[0.1, 14] )... cửa sổ tất hàm có dạng f(x – a) với a = 0,1,2,3 ,4, 5 (Gợi ý: sử dụng: x = linspace(-10,10,200); f= ‘(x.^2)./(x.^2 + 1)’, plot(x,y,x-1,y,x-2,y,x-3,y,x -4, y,x-5,y) Nghĩ xem điều thực Lưu ý có khác biệt... (-10, 10), cho a = 0,1,2,3 ,4, 5 Hiễn thị đồ thị Thái Duy Quý – thaiduyquy@gmail.com THỰC HÀNH MATLAB CƠ BẢN Vẽ cửa sổ hàm f (x) + a, với x thuộc (-10, 10), cho a = 0,1,2,3 ,4, 5 Hiễn thị đồ thị Vẽ cửa