Mathematica画图的问题

由于写论文，使用了mathematica软件，从入门到写作，着实费了很多功夫，总结下自己遇到的问题，以后便于查看。

一首先是书写函数问题

函数和MATLAB不一样，使用方括号"[]"，而不是圆括号。
在进行求指数问题时，我总是会写成Exp()的形式，结果解出来的结果却还有Exp，我当时很纳闷，才明白过来。这点让我半天的代码白费了，这个和画图关系不大，可以暂时略过。

二画图多个图怎么放在一个画布里以及散点图的问题

这个很简单，使用一个简单的函数就解决了。可以看例子：

Show[Plot[x^2, {x, 0, 3.5}], Plot[x^3, {x, 0, 3.5}]]

这里面使用了两个Plot函数，画两个图，然后放在show函数里面就可以了。当然也可以拆开写成如下形式：

p1=Plot[x^2, {x, 0, 3.5}];
p2=Plot[x^3, {x, 0, 3.5}];
Show[p1,p2]

两者的效果是一样的，其中 {x, 0, 3.5}表示坐标x的取值范围在0-3.5之间，我们输出的图片如下图所示。

如果想画散点图，则也可以和散点图组合，组合的方式如下：

Show[Plot[x^2, {x, 0, 3.5}], Plot[x^3, {x, 0, 3.5}], ListPlot[{1, 4, 9}]]

ListPlot[{1, 4, 9}]就是所要的散点图，但是这里默认的1,4,9三个值的坐标是（1,1），（2,4），（3,9），如果自己想重新定义坐标轴，不按照默认的来，则需要这样定义：

data = {{1, 2}, {2, 4}, {2, 6}};
ListPlot[data, PlotStyle -> {Red, PointSize[Large]}]

代码中data就是定义的坐标集，得出来的结果就是对应的坐标，结果如下图所示，为了明显我把坐标描红表示， PlotStyle -> {Red, PointSize[Large]}是我设计的显示样式，为红色大圆点。

这个是组合图的基本画法以及散点图的个性化画法

三如何设置坐标轴的范围

我们常常需要根据自己的要求设计x轴和y轴的范围，而mathmatica往往不会随着你的心思走，所以自己也可以调，主要为下：

p = x^2 + Sin[x] - 4;
Plot[p, {x, 0, 10}, PlotRange -> {0, 50}]

在上述代码中， {x, 0, 10}定义了x的取值范围， PlotRange -> {0, 50}定义了y的取值范围，则画图如下：

四美化问题：线型、坐标轴比例、标签

1 线型问题
线型主要考虑线的颜色、粗细还有线的样式，这里都需要样式的问题，我直接上代码，可以慢慢体会：

p1 = x*2 - 10;
p2 = x + 2 - 10;
p3 = x^2 - 10;
p4 = x^3 - 10;
p5 = x^4 - 4;
b1 = Plot[p1, {x, 0, 50}, PlotRange -> {-3, 50}, PlotStyle -> {Black, Thin}];
b2 = Plot[p2, {x, 0, 50}, PlotRange -> {-3, 50},  PlotStyle -> {Blue, Dotted}];
b3 = Plot[p3, {x, 0, 50}, PlotRange -> {-3, 50}, PlotStyle -> {Red, DotDashed}];
b4 = Plot[p4, {x, 0, 50}, PlotRange -> {-3, 50}, PlotStyle -> {Green, Thick}];
b5 = Plot[p5, {x, 0, 50}, PlotRange -> {-3, 50}, PlotStyle -> {Orange, Dashed}];
Show[b1, b2, b3, b4, b5]

代码里我设置了五个函数，然后放在show函数里一起展示他们的图像，其中PlotStyle -> {Black, Thin}里的两个参数分别定义了线的颜色和线的类型，可以看一下具体的效果：

2 坐标轴比例问题
mathematica默认的坐标轴是扥比例的，如果不是的话，会根据取值范围调，当然如果自己不满意，也可以自己亲自去调，代码很简单如下：

SetOptions[Plot, AspectRatio -> 4]
Plot[2 Sin[x], {x, 0, 10}]

在代码中SetOptions[Plot, AspectRatio -> 4]可以绘制宽高比，AspectRatio -> 4即为宽高比，我们看一下更改比例后的图片如何：

这里显示的是有些夸张了，是为了更加明显表达比例的使用。
3 标签
标签涉及到的问题有：

坐标轴：x,y标签的大小问题，以及位置放置问题
坐标轴刻度：刻度值大小、颜色的问题

首先把mathmatica的x,y轴位置放置、坐标轴刻度的问题放在一起讲，看代码：

Plot[3 Sin[x], {x, 0, 10},AxesLabel -> {x, y},
AxesStyle -> Directive[Gray, FontSize -> 30],
TicksStyle -> Orange]

这里为了好理解，分段写了一下，AxesLabel -> {x, y}, 定义了坐标轴的标签名分别是x和y，当然自己也可以改，改成人数和成本，时间和效用都是可以的。
AxesStyle -> Directive[Gray, FontSize -> 30],定义了坐标轴标签的颜色和字体大小
TicksStyle -> Orange这里定义了坐标刻度的颜色，我们可以看一下结果：

当然有时候如果我们坐标的标签非常的长，我们不希望坐标轴标签放在坐标的两端，而是居中的位置，把坐标轴标签居中放置，需要使用到Frame的知识，但是使用它的时候，标签内部好像就不能显示了，这个我是亲身尝试过的，在这里整体演示一遍代码如下：

Plot[Sin[x], {x, 0, 10},Frame -> {{True, False}, {True, False}}, FrameLabel -> {x, y},LabelStyle -> Directive[Red, Bold, 30]]

代码中定义了Frame和FrameLable两个变量，他们两个可以算是共生关系。
为何这么说呢，Frame意为边框，实则在定义的时候上下左右像相框一样把图形包起来，如果你不想要哪个相框，你就把它定义为False,在这里 {{True, False}, {True, False}}分别指{{下真，上假}，{左真，右假}}，所以是正常的x轴和y轴都有显示，而x,y就对应的是边框标签的值，这个标签和坐标轴标签不是一个意思，要区分开。显示的结果如下所示：

这里可以看到只有左边和下边有边框，上边和下边没有边框，边框分别显示了x和y的字样，是我们定义的。
也可以看一下如果四个框都显示出来的效果,先写代码：

Plot[Sin[x], {x, 0, 10}, Frame -> {{True, True}, {True, True}}, FrameLabel -> {x, y}, LabelStyle -> Directive[Red, Bold, 30]]

可以看出来是有点小丑。

五图例问题

画图时，如果遇到多条曲线相交的时候，每条图像的出现往往会让读者产生疑惑，此时需要对每一条加以解释，这时候需要加图例。加图例的代码也很简单，如下代码;

p1 = x*2 - 10;
p2 = x + 2 - 10;
p3 = x^2 - 10;
p4 = x^3 - 10;
p5 = x^4 - 4;
a1 = Plot[p1, {x, 0, 50}, PlotRange -> {-3, 50},  PlotStyle -> {Gray, Thin}, PlotLegends -> {"ONE"}];
a2 = Plot[p2, {x, 0, 50}, PlotRange -> {-3, 50}, PlotStyle -> {Gray, Dotted}, PlotLegends -> {"two"}];
a3 = Plot[p3, {x, 0, 50}, PlotRange -> {-3, 50},  PlotStyle -> {Gray, DotDashed}, PlotLegends -> {"three"}];
a4 = Plot[p4, {x, 0, 50}, PlotRange -> {-3, 50},  PlotStyle -> {Gray, Thick}, PlotLegends -> {"four"}];
a5 = Plot[p5, {x, 0, 50}, PlotRange -> {-3, 50}, PlotStyle -> {Gray, Dashed}, PlotLegends -> {"five"}];
Show[a1, a2, a3, a4, a5, AxesLabel -> {"time", "usage"}, TicksStyle -> Directive[Black, 12]]

在这里 PlotLegends -> {“five”}定义的就是图例，图例里面的字符串就是要说明的内容，我们看一下结果图：

在右方可以看到对每一条线都出现了解释，图例就生成了。
然而在生成图例的时候，mathematica默认图例不和图形在一起，就是如果输出为图片的话，图例是分开的部分，不会输出，这时候就需要把图例变成图像的一部分，我们需要进行如下的操作：

p1 = x*2 - 10;
p2 = x + 2 - 10;
p3 = x^2 - 10;
p4 = x^3 - 10;
p5 = x^4 - 4;
a1 = Plot[p1, {x, 0, 50}, PlotRange -> {-3, 50}, PlotStyle -> {Gray, Thin}, PlotLegends -> Placed[{"ONE"}, Riffle]];
a2 = Plot[p2, {x, 0, 50}, PlotRange -> {-3, 50}, PlotStyle -> {Gray, Dotted},  PlotLegends -> Placed[{"TWO"}, Riffle]];
a3 = Plot[p3, {x, 0, 50}, PlotRange -> {-3, 50},  PlotStyle -> {Gray, DotDashed},PlotLegends -> Placed[{"three"}, Riffle]];
a4 = Plot[p4, {x, 0, 50}, PlotRange -> {-3, 50}, PlotStyle -> {Gray, Thick},  PlotLegends -> Placed[{"four"}, Riffle]];
a5 = Plot[p5, {x, 0, 50}, PlotRange -> {-3, 50},
PlotStyle -> {Gray, Dashed},  PlotLegends -> Placed[{"five"}, Riffle]];
Show[a1, a2, a3, a4, a5, AxesLabel -> {"time", "usage"}, TicksStyle -> Directive[Black, 12]]

可以看到此时图例跑到图的里面去了，而代码只是在PlotLegends 后面使用了Placed函数，这个函数可以设置图例的放置方式，Riffle是指交互插入，如果设置成Top、Center、Right、Left也是可以的，这时好像就不是在图形里面了，可以自己尝试一下。

六分段函数

这个比较简单，和MATLAB很像，所以直接上代码，可以自己慢慢体会。

y = If[x >= 0, x - 1, x^2];
Plot[y, {x, -5, 5}]

对应的图形为：

当然也可以使用多个If语句进行嵌套，这个就很容易了。
暂时就说这么多吧，希望对读者也有帮助吧。

Mathematica画图的问题相关推荐

Mathematica 画图操作中的一些小惊喜
Mathematica 中的画图操作中的一些小惊喜 ListPlot(绘制点集) 一般可与 Joined(连接点) 操作一起使用,可得到将绘出的点连起来的曲线,如下: ListPlot[{Table[ ...
Mathematica画图函数命令大全
二维作图 Plot[f,{x,xmin,xmax}] 一维函数f[x]在区间[xmin,xmax]上的函数曲线 Plot[,f2.{f1.},{x,xmin,xmax}] 在一张图上画几条曲线 Lis ...
Mathematica学习(2)-mathematica命令
转自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_5e0430b20101de8j.html Mathematica的内部常数 Pi , 或 π(从基本输入工 ...
Mathematica 命令大全
Mathematica的内部常数 Pi , 或 π(从基本输入工具栏输入, 或"Esc"+"p"+"Esc") 圆周率 π E ...
Mathematica note
清理工作空间中所有变量 Clear["Global`*"]; 找最大值.最小值 FindMaximum.FindMinimum Substitution rule: The sub ...
mathematica使用笔记
一些使用笔记: 1.快捷键与常用操作: shift+enter 计算当前行结果复制为mathML可以直接粘贴到word里面 Clear["`*"]清除原有的所有变量 (**)注释 ...
如何在论文中画出漂亮的插图？
GITHUB, 开源包d3.数据可视化利器.http://ghv.artzub.com/#repo=d3&climit=100&user=mbostock&run 知乎精选: ...
类指数级数（指数积分函数的变体）数值计算算法的C++实现
文章目录前言 HskEta函数 HskKsi函数广义HskEta函数定义式主项分析余项分析前言由于毕设的数学推导中涉及了 ∑ n = 1 ∞ x n n ! × n \sum_{n=1} ...
Chango的数学Shader世界（八）光盘模拟-各向异性，光栅衍射
目的: 参考<GPU Gems>,在UE4中尝试以重现光盘Shader,并对书中的方法进行解析,改进,批评. 参考: <GPU Gems> 观察: 我越来越意识到观察现实的重要 ...

Mathematica画图的问题

Mathematica画图的问题相关推荐

最新文章

热门文章