Лабораторная 4

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра «Информатика»

Лабораторная работа №4

«Построение двумерных и трехмерных графиков»

Выполнил: студент гр. БСТ21.

Вариант №13

Проверил: доц. Шакин В.Н.

Москва, 2021 г.

Лабораторная работа №4

«Построение двумерных и трехмерных графиков»

1 Общее задание

1) Изучите материал учебника (п.1.4).

2) Выберете вариант индивидуального задания из табл. 1.4-1.

3) Выполните команды clear и clc для очистки окна Определителя данных и Командного окна.

4) Опишите функцию f1(x).

5) Задайте диапазон изменения аргумента функцииf1(x) и вычислить ее значения.

6) Задайте диапазон изменения аргумента функцииf1(x) для построения графика.

7) Выполните функцию построения графиков plot для получения графикаf1(x).

8) Опишите функцию f2(x).

9) Разместите графики функций f1(x) и f2(x) в одном окне, для чего после построения графика первой функции выполнить команду mtlb_hold('on'). При построении графиков примените все возможности оформления линий, маркеров и окон, используя возможности графического редактора, измените толщину окон и величину шрифта.

10) Дополните графики необходимыми пояснениями: заголовок, имена осей, координатная сетка и легенда.

11) Задайте диапазоны изменения значений x и y для построения функции f3(x,y) и получите таблицы их значений.

12) Опишите функцию f3(x,y).

13) Получите таблицу значений функцииf3(x,y).

14) Получите графики функции f3(x, y) с использованием функций построения графиков mesh(), plot3, surf и controur.

15) Сохраните текст рабочего окна на внешнем носителе

16) Предоставьте результаты работы преподавателю, ответьте на поставленные вопросы.

17) Оформите отчет по выполненной работе.

2. Индивидуальное задание

1) В соответствие с п.п.3-9 общего задания выполните задание. Построить графики одномерных функций

2) Решение задания 1: построение графиков функций от одной переменной с использованием сценария и протокола:

// Сценарий Pr1_4_1.sce задания 1

//Определение функций f1 иf2

// и построение графиков двух одномерных функций

clear; //Очистка окна Обозревателя данных

clc; //Очистка Командного окна

// Диапазон изменения аргумента для функции f1(x)

x=-1.2:0.2:9;

// Вычисление вектора значений функции f1(x)

f1= tan(0.5.*x + 0.2)- x.^2;

scf(1);// Графическое окно 1

plot(x, f1);// График функции f1(x)

mtlb_hold('on');

//Описание функции f2(x)

function y=f2(x)

y= 3.*x - cos(x)-1;

endfunction

// Определение вектора значений аргумента для функции f2(x)

d=[0.3:0.2:6];

// Построение графика f2(x)и оформление линий и маркеров

plot(d,f2(d),'LineStyle','-','Color','brown',...

'Thickness',3,'Marker','o','MarkerEdgeColor','g',...

'MarkerFaceColor','k','MarkerSize',10);

// Оформление линий и маркеров и новое построение графика f1(x)

plot(x,f1,'LineStyle','--','Color','red',...

'Thickness',3,'Marker','s','MarkerEdgeColor','y',...

'MarkerFaceColor','r','MarkerSize',10);

// Оформление подписей графиков, осей и сетки

xtitle('Графики функций f1(x) и f2(x)','X','Y')

legend('Функция f1(x)','Функция f2(x)',1)

xgrid

//Конец сценарияPr1_4_1.sce==================================

-->//Сессия командного окна для выполнения задания 1:

-->// Практическое занятие 1.4 по теме

-->// «Визуализация результатов вычислений»

-->// Вариант 13, задание 1

-->// Выполнил: Студент группы БСТ21.

-->//Вызов сценария Pr1_4_1.sce

-->//и построение графиков функции одной переменной

-->exec('Pr1_4_1.sce');

Рисунок 1 – Результат работы сценария Pr1_4_1.sce

1) В соответствии с п.п.11-15 общего задания выполнить задание. Построить график функции

2) Решение задания 2: построение графиков различного вида для функции от двух переменных (протокол сессии).

-->//Сессия командного окна для выполнения задания 2:

-->// Практическое занятие 1.4 по теме

-->// «Визуализация результатов вычислений»

-->// Вариант 13, задание 2

-->// Выполнил: Студент группы БСТ21.

-->// Построение различных видов графиков функции двух переменных

-->

--> // zK = xK + yK.^3.*sin.^2(xK+yK) + 2.*yK - 9.*xK

--> // Формирование двух матрицы xK и yK

--> [xK, yK] = meshgrid(-2:2, -2:2)

xK =

-2. -1. 0. 1. 2.

-2. -1. 0. 1. 2.

-2. -1. 0. 1. 2.

-2. -1. 0. 1. 2.

-2. -1. 0. 1. 2.

yK =

-2. -2. -2. -2. -2.

-1. -1. -1. -1. -1.

0. 0. 0. 0. 0.

1. 1. 1. 1. 1.

2. 2. 2. 2. 2.

--> // Формирование матрицы zK

--> deff('d = f(x, y)', 'd = x + y.^3.*sin(x+y).^2 + 2.*y-9.*x');

--> zK = f(xK, yK)

zK =

7.4179999 3.8406811 -10.614574 -17.664587 -20.

13.980085 5.1731782 -2.7080734 -10. -18.708073

16. 8. 0. -8. -16.

18.708073 10. 2.7080734 -5.1731782 -13.980085

20. 17.664587 10.614574 -3.8406811 -7.4179999

-->

--> // Формирование векторов x2 и y2

--> x2 = -2:2; y2 = -2:2;

-->

--> // Построение двумерных графиков

--> scf(1); mesh(xK, yK, zK) //Сетчатый график (окно 1)

--> scf(2); plot3d(x2, y2, zK) //График точек, соединенных отрезками прямых (окно 2)

--> scf(3); surf(xK, yK, zK) //График сплошной поверхности (окно 3)

--> scf(4); contour(x2, y2, zK, 7) // График контурных линий (окно 4)

--> // Конец сессии ============================================

Рисунок 2 – Результат работы программы

Рисунок 3 – Результат работы программы

Рисунок 4 – Результат работы программы

Рисунок 5 – Результат работы программы