本节介绍 MATLAB 中二维曲线绘图的基本流程：先构造自变量采样点，再对数组做逐元素运算得到因变量，最后调用 plot 将数据映射为图形。数值结果以矩阵形式存放时，若对整段向量做函数运算，须使用点运算（如 .*、.^），否则 MATLAB 会按线性代数规则解释乘除，尺寸不匹配时将报错。掌握上述三步后，即可在同一坐标系中绘制多条曲线并添加图例。

准备自变量 x

自变量通常取为等差数列，可用冒号运算符或 linspace 生成：

x = 0:0.1:10;          % 从 0 到 10，步长 0.1（点密，曲线平滑）
x = 0:5:100;           % 从 0 到 100，步长 5（点稀，折线明显）
x = linspace(0, 10, 200); % 0 到 10 之间均匀取 200 个点

步长越小，采样点越多，折线越接近光滑曲线。可通过并排子图对比不同步长：

x1 = -100:20:100;   y1 = x1.^2;  subplot(1,2,1), plot(x1, y1), title('步长 20')
x2 = -100:5:100;    y2 = x2.^2;  subplot(1,2,2), plot(x2, y2), title('步长 5')

左图步长较大时仍可见折线感；右图步长减小后抛物线更为平滑。实际绘图时应根据曲线变化快慢选取足够密的采样。

计算 y：逐元素运算

由向量 x 得到 y 时，乘方、乘、除须对每个元素分别计算，应写点运算形式：

x = 0:0.01:10;
y1 = x.^2;                 % 抛物线
y2 = sin(x);               % 正弦
y3 = exp(-x) .* sin(2*x+3); % 衰减振荡（注意 .* ）

sin(2*x+3) 对数组按元素求值，可直接使用；而 exp(-x)*sin(2*x+3) 会被解释为矩阵乘法，在一般向量尺寸下无法相乘，应改为 .*。

plot 的几种写法

plot(x, y)              % 最基本
plot(y)                 % 只有 y：x 自动取 1,2,3...
plot(x, y, 'r--o')      % 指定颜色、线型、标记
plot(x1, y1, x2, y2)    % 同图多条曲线

第三个参数 'r--o' 中，r 表示红色，-- 为虚线，o 为圆形标记。颜色、线型与标记的完整组合见下一节图形标注与外观。

多曲线与图例

x = 0:0.01:10;
plot(x, sin(x), x, cos(x), '.-')
legend('Sin(x)', 'Cos(x)')

一次向 plot 传入多组 x、y 即可绘制多条曲线。legend 按曲线出现顺序设置图例文字。

练习建议

  • 在区间 [-100, 100] 上绘制 y = x^2，分别使用步长 20 与 5，比较平滑程度。
  • 在 [0, 10] 上绘制 y = exp(-x) .* sin(2*x+3)，并用 axis([0 10 -1 1]) 限定坐标范围。
  • 在同一图中绘制 sin 与 cos，并添加 legend。

本节说明了自变量采样、点运算求因变量以及 plot 的基本用法与多曲线图例。下一节介绍图形标注与外观：标题、轴标签、网格、axis 及线型与颜色设置。