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MATLAB与科学计算学习笔记

今天的学习内容主要围绕两个方面展开：对数坐标图的绘制以及统计图的生成与分析。

一、对数坐标图

对数坐标图是一种将数据按对数尺度进行显示的图形，可以有效地展现数据的变化趋势，尤其适用于处理有广泛动态范围的数据。MATLAB中的对数坐标图绘制主要通过以下三个函数实现：

通过一个具体的例子来理解这些函数的使用方法。我们以绘制函数 ( y = \frac{1}{x} ) 的图像为例：

x = 0:0.1:10;
y = 1./x;
subplot(2,2,1);
plot(x, y) title('普通直线图');
subplot(2,2,2);
semilogx(x, y) title('X轴对数坐标图');
grid on;
subplot(2,2,3);
semilogy(x, y) title('Y轴对数坐标图');
grid on;
subplot(2,2,4);
loglog(x, y) title('对数坐标图');
grid on;

从上述代码可以看出，通过选择不同的函数，可以分别对X轴、Y轴或两者都进行对数转换，从而直观地观察数据的变化规律。

二、统计图

在数据分析中，统计图是展示数据分布和趋势的重要工具。MATLAB提供了多种统计图的生成函数，主要包括以下几种：

1. 条形图

条形图适用于展示不同类别之间的数据比较。其绘制函数为 bar，可以通过设置不同的样式参数来实现簇状分组或堆积分组。

hold off;
x = [2015, 2016, 2017];
y = [
    [68, 80, 115, 98, 102];
    [75, 88, 102, 99, 110];
    [81, 86, 125, 105, 115]
];
bar(x, y) title('条形图示例');

2. 直方图

直方图是一种展示数据分布的图表，适用于观察数据的集中趋势。MATLAB中直方图的绘制函数为 hist，可以通过指定区间来调整图表的具体显示范围。

>> y = randn(500, 1);
>> subplot(2,1,1);
>> hist(y) title('高斯分布直方图');
>> subplot(2,1,2);
>> x = -3:0.2:3;
>> hist(y, x) title('指定区间中心点的直方图');

3. 饼图

饼图适用于展示各部分数据占整体的比例。在MATLAB中，饼图的绘制函数为 pie，可以通过指定角度和位置参数来调整饼图的布局。

score = [5, 17, 23, 9, 4];
ex = [0, 0, 0, 0, 1];
hold pie;
pie(score, ex) 
legend('优秀', '良好', '中等', '及格', '不及格', 'location', 'eastoutside');

这些图表功能为数据分析提供了强有力的工具，能够帮助研究人员更直观地理解数据特征。

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