Come Fare il Grafico di una Funzione con MATLAB

Questo articolo è destinato a offrire ai nuovi utenti di MATLAB un'introduzione di base per rappresentare graficamente i dati. Non è destinato a coprire ogni dettaglio dei grafici in MATLAB, ma dovrebbe trattarne abbastanza per iniziare. Questa introduzione non necessita di alcuna precedente esperienza nella programmazione e spiegherà qualsiasi costrutto di comune programmazione utilizzata all'interno.

Passaggi

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Devi sapere alcune cose su MATLAB.
- Operatore virgola: se un comando è seguito da un ';' l'output non verrà stampato sullo schermo. Questo è banale quando l'output è una breve assegnazione, come y = 1, ma diventa problematico se viene creata una matrice di grandi dimensioni. Inoltre, ogni volta che si vuole un output, come un grafico, il punto e virgola deve essere omesso.
- Comando clear: ci sono alcuni utili comandi della finestra di comando. Digitando "clear" nella finestra di comando dopo il prompt >> eliminerai tutte le variabili correnti, cosa che può aiutare se vedi un’uscita insolita. Inoltre, è possibile digitare "clear" seguito da un nome di variabile per cancellare solo i dati per tale specifica variabile.
- Tipi di variabili: l'unico tipo di variabile in MATLAB è un array o vettore. Questo significa che le variabili sono archiviate come elenchi di numeri, con la lista più semplice che contiene solo un numero. Nel caso di MATLAB, la dimensione dell'array può non essere specificata quando viene creata la variabile. Per impostare una variabile su un singolo numero, devi semplicemente digitare qualcosa come z = 1. Se poi vuoi aggiungere qualcosa a z, puoi semplicemente scrivere z [2] = 3. Puoi quindi fare riferimento al numero memorizzato in qualsiasi posizione nel vettore digitando z [i], dove "i" è la posizione i-esima del vettore. Così se vuoi ottenere il valore 3 dell'esempio z, ti basta digitare z [2].
- Loop o Cicli: i cicli vengono utilizzati quando si desidera eseguire un'azione più volte. Ci sono due tipi di loop comuni in MATLAB, il ciclo for e quello while. Entrambi di solito possono essere utilizzati indifferentemente, ma è più facile creare un ciclo infinito con il while piuttosto che con il for. Puoi capire se sei caduto un ciclo infinito quando il computer si ferma e non dà nulla in uscita, tranne ciò che è all'interno del loop.
- Ciclo For: questi loop in MATLAB prendono la forma di: for i = 1:n / fai qualcosa / end (la barra indica un'interruzione di riga). Questo ciclo significa "fai qualcosa" n volte. Così se viene stampato "Ciao" ogni volta che l'istruzione entra nel ciclo ed n è uguale a 5, allora dovrebbe stampare "Ciao" cinque volte.
- Ciclo While: i loop while in MATLAB assumono la forma di: while l'istruzione è vera / fai qualcosa / end. Questo ciclo significa "fai qualcosa", mentre l'affermazione è vera. Solitamente il "fai qualcosa" contiene una parte che rende falsa la dichiarazione. Per fare un ciclo while simile al ciclo for precedente, puoi digitare while i<= n / fai qualcosa / end.
- Cicli nidificati: si ha un ciclo nidificato quando un ciclo è all'interno di un altro. Potrebbe essere: for i = 1:5 / for j = 1:5 / fai qualcosa / end / end. Questo dovrebbe "fare qualcosa" 5 volte per j, per poi incrementare i, "fare qualcosa" 5 volte per j, incrementare i e così via.
- Per ulteriori informazioni su qualsiasi parte di questo tutorial o MATLAB in generale, visita la documentazione di MATLAB.
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Apri MATLAB. La finestra dovrebbe apparire come questa:
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Crea un nuovo file Function (Funzione). Non devi completare questo passaggio se stai semplicemente disegnando una funzione di base come y = sin (x). Se questo è il caso, passa al 'passaggio 4'. Per creare un file di funzione, seleziona semplicemente Nuovo dal menu File, quindi selezionare Funzione dal menu a discesa. Dovresti ottenere una finestra simile alla seguente. Questa è la finestra dove dovresti scrivere le tue funzioni.
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Imposta il tuo file Funzione. Elimina la porzione [output args] e il segno "=". Questi sono necessari solo se desideri un valore di output, che non è necessario per la rappresentazione grafica. Cambia la parte "Untitled" con il nome che desideri abbia la funzione. Inserisci un nome di variabile anziché "input args". Da qui in avanti noi useremo "n" come argomento di input. Userai questa variabile per dire al programma quanti punti dati desideri. Il codice dovrebbe essere simile a questo: Puoi eliminare le parti dopo i segni di % o lasciarle: sta a te, poiché qualunque cosa segua il simbolo '%' è considerata un commento e verrà ignorata dal computer nel momento in cui verrà eseguita la funzione.
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Imposta i tuoi dati. Questo passaggio può essere raggiunto in diversi modi a seconda del tipo di dati che desideri rappresentare. Se desideri tracciare una semplice funzione come y = sin (x), utilizza il metodo semplice. Se devi tracciare una serie di dati con x crescente, ad esempio (1, y1), (2, y2), ... (n, yn), ma desideri utilizzare un numero variabile di punti, allora utilizza il metodo vettoriale. Se, invece, desideri generare un elenco di punti con 3 variabili anziché 2, il metodo della matrice sarà più utile.
- Metodo Semplice: decidi quale intervallo di x desideri utilizzare per le variabili indipendenti e di quanto vuoi incrementarlo ogni volta. Ad esempio, ">> x = 0: (pi/100) : (2*pi);" imposterà x compreso da 0 a 2 * Pigreco con intervalli di Pi/100. La parte centrale è facoltativa e come predefinita è impostata a intervalli di 1. Ad esempio, x = 1:10 assegnerà alla x i numeri 1, 2, 3, ...10. Digita la funzione sulla riga di comando nella finestra di comando. Sarà simile a ">> y = sin (x);"
- 'Metodo vettoriale': imposta un ciclo For per inserire dei valori in un vettore. Le assegnazioni di vettore in MATLAB seguono la forma x(i) = 2, dove "i" è maggiore di zero. Puoi anche fare riferimento a parti del vettore che hanno già un valore, come x(3) = x(2) + x(1). Vedi la sezione Loop per avere dei suggerimenti. Tieni a mente: n è il numero che userai per determinare il numero di punti dati. Ad esempio:
- Metodo matriciale: imposta due cicli nidificati, cioè un ciclo all'interno di altro. Il primo ciclo dovrebbe controllare i valori di x, mentre il secondo dovrebbe controllare i valori di y. Premere Tab prima del secondo ciclo può aiutarti a tenere traccia di quale ciclo è attivo in quel punto. Digita la tua equazione all'interno del secondo ciclo, che sarà il valore dato alla z. Le assegnazioni di matrice seguono la forma x(i,j) = 4, dove "i" e "j" sono due numeri maggiori di zero. Ricorda: n è il numero che userai per determinare il numero di punti dati. Ad esempio:
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Ora imposta il tuo grafico.
- Metodo semplice e metodo vettoriale: scrivi plot(x) dopo il tuo ciclo For se hai utilizzato il metodo vettoriale. Se hai utilizzato il metodo semplice, scrivi plot(x,y) e premi Invio, poi passare al punto 8. La forma generale della funzione Plot è plot(x,y) dove x e y sono liste di numeri. Digitando plot(z) traccerai i valori di z per 1, 2, 3, 4, 5, eccetera ... Puoi scegliere il colore, il tipo di linea e la forma dei punti aggiungendo una stringa agli argomenti della funzione Plot. Potrebbe essere plot(x,y,'r-p'). In questo caso, la 'r' renderebbe la linea rossa, il '-' farebbe una linea retta tra i punti e la 'p' renderebbe i punti simili a stelle. La formattazione deve essere delimitata con degli apostrofi.< br/>
- Metodo matriciale: scrivi mesh(x) dopo i tuoi cicli nidificati. Assicurati di non aggiungere un punto e virgola dopo le dichiarazioni mesh o plot.
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Assicurati che l'ultima riga nel file della funzione sia "end" e salva il file. Ignora questo passaggio se hai utilizzato il metodo semplice. Esempi di codice finale per i metodi vettoriale e matriciale sono quelli seguenti.
- Metodo vettoriale:
- Metodo matriciale:
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Esegui la funzione. Ciò avviene digitando name(n) nella finestra di comando, dove "name" è il nome della funzione e "n" è il numero di punti che si desiderano. Esempio: ">> FibGraph(8)".
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Mostra i risultati. Con il grafico si dovrebbe aprire una finestra.
- Metodo vettoriale:
- Metodo matriciale:
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