多元微积分实验(三位绘图,多元微分学)

一、三维绘图
1.网格曲面
三维空间曲面的一般方程:
F(x,y,z)=0
显式方程:
z=f(x,y)
绘图原理:
对所要绘制曲面在xoy坐标面上的投影区域作网格采样,再计算出这些网格点处的曲面z值,从而得到各网格采样点处对应的曲面上点的三维坐标值,再用线将这些三维坐标点连接起来就形成了网格曲面.
Matlab网格曲面绘制命令:
[x,y]=meshgrid(a, b): 以向量a,b生成axb的网格矩阵x,y.
[x,y]=meshgrid(a): 以向量a生成方形的网格矩阵x,y.
mesh(x,y,z): 绘制网格曲面.
meshc(x,y,z): 绘制网格曲面,并带等高线.
2.表面曲面
Matlab中用surf函数可以画出着色的三维表面曲面图. 调用格式:
surf(x,y,z): 以网格线和补片填充色彩作图 .
surfc(x,y,z): 以网格线和补片填充色彩作图 ,并带等高线.
Matlab中用符号函数作图. 调用格式:
ezmesh(‘f(x,y )’, [a,b,c,d]): 在[a,b,c,d]区域作函数f(x,y)的曲面.
ezmesh(‘x(s,t )’, ‘y(s,t )’, ‘z(s,t )’, [a,b,c,d]): 在[a,b,c,d]区域作参数 方程x=x(s,t ), y=y(s,t ), z=z(s,t )所表示的曲面.
3.三维曲线
Matlab中用作三维曲线的函数与调用格式:
plot3(x1,y1,z1,’s1’,x2,y2,z2,’s2’,…) 画三维参数采样点的三维曲线图形.
4.等高线
contour(x,y,z,n):绘制曲面的n条等高线.
contour(x,y,z,h): 按向量h值绘制等高线
contourf(x,y,z): 画经颜色填充后的曲面等高线.
cabel(c,h): 标注等高线.c,h可由contour获取.

二、多元函数微分学
1.多元函数极限
多元函数极限一般化为多次单极限问题, 有些极限需化简后才可求.
2.多元函数的偏导与全微分
多元函数的偏导数如同一元函数的导数, 仍用diff命令, 结果可由pretty 得到习惯的表达式.
3.多元函数的极值
类似于一元函数的极值命令,在MATLAB中求多元函数极小值的命令是fminsearch,调用格式如下:
x=fminsearch(fun,x0):其中x0为初值,返回函数fun在x0附近的局部最小值点x。
[x,fval]=fminsearch(fun,x0):返回函数fun在x0附近的局部最小值点x及对应的极小值fval.
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