MATLABでの関数プロット：ステップバイステップガイド

関数のグラフをプロットするには、以下の手順を実行します。

• 変数xの値の範囲を指定してxを定義

• 関数y = f(x)を定義

• plotコマンドをplot(x, y)として呼び出し

以下の例で概念を説明します。簡単な関数y = xを、xの値の範囲0から100、増分5でプロットします。

スクリプトファイルを作成し、以下のコードを入力します。

 x = [0:5:100]; y = x; plot(x, y) 

ファイルを実行すると、MATLABは以下のプロットを表示します。

もう一つ例として、y = x²の関数をプロットします。同じ関数で2つのグラフを描きますが、2回目は増分値を小さくします。増分を小さくすると、グラフが滑らかになることに注意してください。

スクリプトファイルを作成し、以下のコードを入力します。

 x = [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]; x = [-100:20:100]; y = x.^2; plot(x, y) 

ファイルを実行すると、MATLABは以下のプロットを表示します。

コードを少し変更して、増分を5に減らします。

 x = [-100:5:100]; y = x.^2; plot(x, y) 

MATLABはより滑らかなグラフを描画します。

グラフへのタイトル、ラベル、グリッド線、スケーリングの追加

MATLABでは、タイトル、x軸・y軸ラベル、グリッド線の追加、軸の調整でグラフを整えることができます。

• xlabelとylabelコマンドでx軸とy軸のラベルを生成

• titleコマンドでグラフにタイトルを追加

• grid onコマンドでグリッド線を表示

• axis equalコマンドで両軸のスケール係数と間隔を同じにする

• axis squareコマンドで正方形のプロットを生成

例

スクリプトファイルを作成し、以下のコードを入力します。

 x = [0:0.01:10]; y = sin(x); plot(x, y), xlabel('x'), ylabel('Sin(x)'), title('Sin(x) Graph'), grid on, axis equal 

MATLABは以下のグラフを生成します。

同一グラフへの複数関数の描画

同じプロットに複数のグラフを描画できます。以下の例で概念を説明します。

例

スクリプトファイルを作成し、以下のコードを入力します。

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

MATLABは以下のグラフを生成します。

グラフの色設定

MATLABには、グラフ描画用の8つの基本色オプションがあります。以下の表に色とコードを示します。

コード	色
w	白
k	黒
b	青
r	赤
c	シアン
g	緑
m	マゼンタ
y	黄

例

以下の2つの多項式のグラフを描画します。

• f(x) = 3x⁴ + 2x³ + 7x² + 2x + 9

• g(x) = 5x³ + 9x + 2

スクリプトファイルを作成し、以下のコードを入力します。

 x = [-10 : 0.01: 10]; y = 3*x.^4 + 2 * x.^3 + 7 * x.^2 + 2 * x + 9; g = 5 * x.^3 + 9 * x + 2; plot(x, y, 'r', x, g, 'g') 

ファイルを実行すると、MATLABは以下のグラフを生成します。

軸スケールの設定

axisコマンドで軸スケールを設定できます。x軸とy軸の最小値と最大値を以下のように指定します。

 axis ( [xmin xmax ymin ymax] ) 

以下の例で説明します。

例

スクリプトファイルを作成し、以下のコードを入力します。

 x = [0 : 0.01: 10]; y = exp(-x).* sin(2*x + 3); plot(x, y), axis([0 10 -1 1]) 

ファイルを実行すると、MATLABは以下のグラフを生成します。

サブプロットの生成

同じ図内にプロットの配列を作成すると、各プロットをサブプロットと呼びます。subplotコマンドでサブプロットを作成します。

コマンドの構文は以下の通りです。

 subplot(m, n, p) 

ここで、mとnはプロット配列の行数と列数、pは特定のプロットの位置を指定します。

subplotコマンドで作成された各プロットは、独自の特性を持つことができます。以下の例で概念を説明します。

例

以下の2つのプロットを生成します。

y = e^−1.5xsin(10x)

y = e^−2xsin(10x)

スクリプトファイルを作成し、以下のコードを入力します。

 x = [0:0.01:5]; y = exp(-1.5*x).*sin(10*x); subplot(1,2,1) plot(x,y), xlabel('x'),ylabel('exp(–1.5x)*sin(10x)'),axis([0 5 -1 1]) y = exp(-2*x).*sin(10*x); subplot(1,2,2) plot(x,y),xlabel('x'),ylabel('exp(–2x)*sin(10x)'),axis([0 5 -1 1]) 

ファイルを実行すると、MATLABは以下のグラフを生成します。