§13.2 函数图像实验
[学习目标]
1. 会用Mathematica绘制一元函数图像;
2. 会用Mathematica绘制二元函数图像;
3. 会利用图像判断平面、曲线与曲面的位置关系;
4. 能用Mathematica绘制散点图和折线图。
___ 强有力的绘图功能是Mathematica的一大特色。Mathematica可以绘制各种各样的曲线、曲面及一些特殊图形,并且可以用不同风格输出图形,为用户提供了极大的方便。
1、 二维图形
1. 一元函数的图形
___ 在平面直角坐标系中绘制函数y =f(x)的图形的函数是Plot,其调用格式如下:
__ Plot[f(x),{x,a,b}]_________________ 绘制函数f(x)在区间[a,b]范围内的图形。
___ Plot[{f1(x),f2(x),…},{x,a,b}]__ 同时绘制多个函数的图形。
例1 绘制如图13- 4所示函数y = sinx和y = cosx在[-π,π]上的图形。
解:In[1]:=Plot[{Sin[x],Cos[x]},{x,-π,π}]
图13- 4__ 一元函数的图形
_______ Out[1]= -Graphics-
___ 这个绘图函数的自动化程度很高,能自动选取若干个xi求出函数值yi =f(xi),再将点(xi,yi )连接起来得到曲线。且能自动绘制坐标轴,自动选取单位长度和刻度。这使画图工作变得非常简单,已经能满足一般要求。如果用户对输出的图形不满意,还有很多可选参数供选用,以便提高图形的输出质量,可选参数的使用方法将在后面介绍。与同类软件MATLAB和Mathcad比较,不仅语句简单,而且输出的图形外观也基本符合我国教科书的习惯。
___ 当给出的不是一个能直接将xi代入求出yi的函数表达式时,会出问题。
___ 例如:
___ In[1]:=
___ Out[1]=
___ In[2]:=Plot[,{x,-4,4}]
___ 被画图的函数使用表达式∫xdx时,Plot并不首先求出=来,而是直接将一些具体数值xi代入求,当然出错,这时Mathematica绘图失败并给出一长串的错误提示。使用函数Plot时,这是最大的常见错误。
___ 解决的办法是使用函数Evaluate[f],告知Mathematica首先求表达式f的值。
例2 使用函数Evaluate绘制如图13-5所示积分在[-4,4]上的图形。
解:In[1]:=Plot[Evaluate[],{x,-4,4}]