如何在MATLAB中绘制给定半径的圆？

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MATLAB 是一款可以执行各种与数学、工程和技术相关的操作和任务的工具。例如，我们可以使用 MATLAB 绘制各种形状，例如圆形、正方形、矩形、三角形等。为此，我们只需要在 MATLAB 编程中编写一段代码并输入所需的参数，例如圆的半径、矩形的宽度和高度等。

本教程将解释如何使用 MATLAB 绘制指定半径的圆。众所周知，在数学和几何中，圆是由连接到称为圆心的固定点的几个等距点形成的基本封闭形状。

任意点与圆心之间的距离称为圆的半径。需要注意的是，圆是一个二维形状，其所有点都位于同一平面上。

让我们了解一下在 MATLAB 中绘制圆所涉及的步骤。

如何使用 MATLAB 绘制圆？

在 MATLAB 中绘制指定半径的圆的分步过程如下所示。

步骤 (1) - 打开 MATLAB 命令窗口。

步骤 (2) - 创建一个变量来存储圆的半径。

步骤 (3) - 使用函数绘制圆。这可以通过以下两种方式完成

• 使用矩形函数。

• 通过创建行向量。

步骤 (4) - 将轴限制设置为相等，以便正确显示圆。

因此，绘制指定半径的圆是一个简单的四步过程。

现在，让我们在 MATLAB 中举一些绘制圆的例子。

(1). 使用 MATLAB 中带有“曲率”属性的“rectangle”函数绘制圆

在 MATLAB 中，有一个内置函数“rectangle”，它具有“曲率”属性。使用此函数和属性，我们可以绘制具有指定半径的圆。

示例 (1)

下面的 MATLAB 程序演示了如何使用“rectangle”函数绘制半径为 r 的圆。

% MATLAB code to draw a circle of radius R
% Specify the radius of the circle
R = 10;

% Create a figure to plot the circle
figure;

% Draw the circle using the rectangle function
rectangle('Position', [-R, -R, 2 * R, 2 * R], 'Curvature', [1, 1]);

% Set axis limit to equal to display the circle correctly
axis equal;

% Add a title to figure
title('Circle with Radius R');

输出

代码解释

在这个 MATLAB 代码中，我们首先定义圆的半径“R”。然后，我们创建一个图形来绘制和显示圆。之后，我们使用“rectangle”函数，并将“Curvature”属性设置为 [1, 1] 来绘制半径为“R”的圆。为了确保圆正确显示，我们将轴限制设置为相等。

当我们执行此代码时，半径为 R = 10 的圆将被绘制并显示在一个图形中。

(2). 通过在 MATLAB 中创建行向量来绘制圆

这是在 MATLAB 中绘制圆的另一种方法。下面的示例程序演示了如何通过创建两个固定点之间均匀分布的点的行向量来绘制具有指定半径的圆。

示例 (2)

% MATLAB program to draw a circle
% Define the radius of the circle
R = 7;

% Create a row vector
v = linspace(0,2*pi,200);
 
% Generate x-coordinates
x = R * cos(v);
 
% Generate y-coordinate
y = R * sin(v);
 
% plot the circle.
plot(x, y);
 
% Set axis limit to equal to display circle correctly
axis equal;

% Add a title to the plot
title('Circle with Radius R');

输出

代码解释

在此 MATLAB 代码中，我们首先定义圆的半径“R”。然后，我们使用“linspace”函数创建一个行向量，该函数创建两个点之间 200 个均匀分布的点。

之后，我们使用此向量生成 x 轴和 y 轴坐标来绘制圆。然后，我们使用这些 x 和 y 坐标使用“plot”函数绘制圆。

最后，我们将轴限制设置为相等以正确显示圆。

这就是我们如何使用行向量绘制具有指定半径的圆。

(3). 绘制用户提供的半径为 R 的圆

在 MATLAB 中，我们还可以允许用户输入圆的半径。

下面的 MATLAB 程序演示了如何通过将半径作为用户输入来创建圆。

示例 (3)

% MATLAB code to draw a circle of radius R
% Take input for the radius of the circle
R = input('Enter the Radius of the Circle = ');

% Create a figure to plot the circle
figure;

% Draw the circle using the rectangle function
rectangle('Position', [-R, -R, 2 * R, 2 * R], 'Curvature', [1, 1]);

% Set axis limit to equal to display the circle correctly
axis equal;

% Add a title to figure
title('Circle with Radius R');

输出

输入圆的半径 = 15

代码解释

此 MATLAB 代码的实现与之前的代码相同。唯一的区别是，在这里我们允许用户使用“input”函数输入圆的半径值。

结论

总之，MATLAB 提供了多种方法来绘制或绘制具有指定半径的圆。在本教程中，我解释了在 MATLAB 中绘制圆的两种最常见和最简单的方法。您可以尝试使用不同的半径值来绘制圆。