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4.4 matlab三维曲线（plot3函数、fplot3函数）

web 2025/7/2 13:27:36

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1、plot3函数
( 1 ) plot3函数的基本用法
plot3(x，y，z)
其中，参数x、y、z组成一组曲线的坐标。

例1：绘制一条空间折线。

x = [0.2 1.8 2.5];
y = [1.3 2.8 1.1];
z = [0.4 1.2 1.6];
plot3(x,y,z)
title('三维曲线','color','r')
grid on
axis([0,3,1,3,0,2])

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t = linspace(0,14*pi,200);
x = sin(t)+t.*cos(t);
y = cos(t)-t.*sin(t);
z = t;subplot(1,2,1)
plot3(x,y,z)    %有200个数据点，曲线较光滑
grid onsubplot(1,2,2)
plot3(x(1:3:200),y(1:3:200),z(1:3:200))   %有67个数据点，曲线较粗糙
grid on% subplot(1,2,2)
% t1 = linspace(0,14*pi,80);
% x1 = sin(t1)+t1.*cos(t1);
% y1 = cos(t1)-t1.*sin(t1);
% z1 = t1;
% plot3(x1,y1,z1)
% grid on

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( 2 ) plot3函数参数的变化形式
plot3(x, y,z)
①参数x、y、z是同型矩阵：则以XYZ对应列元素绘制曲线，曲线条数等于短阵列数。
②参数x、y、z中有向量，也有矩阵：向量的长度应与矩阵相符，行向量的长度与矩阵的列数相同，列向量的长度与矩阵的行数相同。

例3：在空间不同位置绘制5条正弦曲线。

方法1  列向量
t = linspace(0,2*pi,100);
t = t';
x = [t t t t t];
y = [sin(t) sin(t)+1 sin(t)+2 sin(t)+3 sin(t)+4];
z = [t t t t t];
plot3(x,y,z)
grid on
legend('sin(t)','sin(t)+1','sin(t)+2','sin(t)+3','sin(t)+4','location','north')方法2  行向量
t = linspace(0,2*pi,100);
x = t;
y = [sin(t);sin(t)+1;sin(t)+2;sin(t)+3;sin(t)+4];
z = t;
plot3(x,y,z)
grid on
legend('sin(t)','sin(t)+1','sin(t)+2','sin(t)+3','sin(t)+4','location','north')

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(3)含多组输入参数的plot3函数
plot3(x1, y1, z1,x2,y2,z2，…, xn, yn, zn)
每一组x、y、z向量构成一组数据点的坐标，绘制一条曲线。

例4：绘制三条不同长度的正弦曲线。

t1 = 0:0.01:1*pi;
t2 = 0:0.01:2*pi;
t3 = 0:0.01:3*pi;
plot3(t1,sin(t1),t1,t2,sin(t2)+1,t2,t3,sin(t3)+2,t3)
legend('sin(t1)','sin(t2)+1','sin(t3)+2','location','north')
grid on

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(4)含选项的plot3函数
plot3(x, y,z,选项)
选项用于指定曲线的线型、颜色和数据点标记。

t = 0:pi/50:6*pi;
x = cos(t);
y = sin(t);
z = 2*t;
plot3(x,y,z,'p')   %p以五角星输出
xlabel('X')
ylabel('Y')
zlabel('Z')
grid on

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2、fplot3函数
fplot3(funx, funy, funz, tlims)
其中, funx、funy、funz代表定义曲线x、y、z坐标的函数，通常采用函数句柄的形式。tlims为参数函数自变量的取值范围，用二元向量[tmin，tmax]描述﹐默认为[-5，5]。
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xt = @(t)exp(-t/10).*sin(5*t);
yt = @(t)exp(-t/10).*cos(5*t);
zt = @(t)t;
fplot3(xt,yt,zt,[-12,12],'b')
xlabel('X')
ylabel('Y')
zlabel('Z')
title('墨西哥冒顶曲线','fontsize',15,'color','r')