在MATLAB作图中输出漂亮的公式

在MATLAB作图中输出漂亮的公式

在我们撰写论文时，需要用到很多的图表，当图表中有许多复杂的公式时，觉得在MA TLAB中好像很难做出来，幸亏MA TLAB支持了一种排版系统，能够让你的需求得以实现。下面我们以Matlab R2015b为例来介绍这个系统。

它就是

终端软件，T E X就能够排版出精美的文本。

1. TeX符号语法

1.1 常见符号表

下面各表来源于新浪博客的文章，最早来源是维基中文百科（需翻墙才能访问）。更多内容参见这篇新浪博客文章和这个百度文库文档。

\acute{\eta}\check{\alpha}

\grave{\eta}\breve{a}\ddot{y}

\hat{\alpha}\tilde{\iota}

\cos\theta\tan\theta

\arccos\frac{T}{r}\arctan\frac{L}{T}

\cosh h\tanh i

\operatorname{argsh}k\operatorname{ch}h

\operatorname{argch}l\operatorname{th}i\operatorname{argth}m

\limsup S

\min L\inf s

\ln X

\log X\log_\alpha X

\gcd(T,U,V

\hom x

微分

\partial x\mathrm{d}x

\ddot y

集合

\exists\empty\emptyset\varnothing

\ni\not\in\notin\subset

\subseteq\supset\supseteq\cap\bigcap

\bigcup\biguplus\sqsubset\sqsubseteq

\sqsupseteq\sqcap\sqcup\bigsqcup 逻辑

\wedge\bigwedge

\bar{q} \to p\lor\vee\bigvee

\neg q\setminus\smallsetminus

根号

\sqrt{3}\sqrt[n]{3}

\acute{a}x^2+bx^2+c\gtrless0\gtrless\grave{a}x^2+bx^2+c\\

1.2 常用转换方法

下面举例来说：k'(x)=\lim_{\Delta x\to 0}\frac{k(x)-k(x-\Delta x)}{\Delta x}（后文再详细介绍在matlab中的显示方式，包括showLatex这个函数。）代码前后要加$$字符括起来；当然了，要注意matlab中，' 这个符号需要改成''，于是在Matlab中相应字符串对应为：

$$k''(x)=\lim_{\Delta x \to 0}\frac{k(x)-k(x-\Delta x)}{\Delta x}$$

假如忽略lim前面的斜杠\，在命令框输入（showLatex是预览公式效果的函数，需先写好，后面介绍）：showLatex('$$k''(x)=lim_{\Delta x \to 0}\frac{k(x)-k(x-\Delta x)}{\Delta x}$$')

显示的公式是：，与上表对应的还是有一x 的位置有差异，正常的应该是在lim下方才对。

些差别，表现为0

而在lim前面加回斜杠\后：$$k''(x)=\lim_{\Delta x \to 0}\frac{k(x)-k(x-\Delta x)}{\Delta x}$$：

showLatex('$$k''(x)=lim_{\Delta x \to 0}\frac{k(x)-k(x-\Delta x)}{\Delta x}$$')

结果就和表中的显示效果一样了：。

有什么方法可以保证Matlab使用的Latex命令能正确显示公式呢？在新浪博客中有一篇文章介绍过一个方法，就是借用Math Type来获取相应的TeX语法。以我电脑的Math Type 6.8简体中文版为例吧。

Plain TeX，再单击确定，如下图所示。注意了：如果要往Word等文档剪切或复制公式，请重新设置为公式对象（OLE Windows图形）。

然后如下图所示，输入并选取相应的公式，Ctrl+C/V（复制/剪切），然后在需要用到的地方粘贴下来。下图复制粘贴的结果为：

$$k'(x) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} {{k(x) - k(x - \Delta x)} \over {\Delta x}}$$

（注意：由于matlab使用' 标注字符和字符串，故上面的' 要改成'' 才能实现。）

为了预览Matlab作图中的公式效果，该文章写了一个预览公式效果的函数，如下：

function showLatex(str)

if ~ischar(str)

disp('You input must be a char.');

return;

else

h=figure('Name','VLatex Display','NumberTitle','off','menubar','none',...

'Toolbar','none','position',[520 550 600 200]);

color=get(h,'color');

ha=axes('parent',h,'xColor',color,'YColor',color,'Color',color,...

'position',[0,0,1,1]);

text('string',str,'interpreter','latex','fontsize',27,'position',[0,0.5]);

end

将它保存在运行使用的路径内，即可运行（仅用作检验LeTeX的显示效果，本文不介绍上述函数代码含义）。

然后在Matlab命令框输入（注意Matlab对于' 字符需标注成'' ，否则会报错）：

showLatex('$$k''(x) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} {{k(x) - k(x - \Delta x)} \over {\Delta x}}$$') 回车后得到的结果是：

得到的结果和表中的效果是一致的。

2. LeX在Matlab作图中的使用

这里说到的LaTeX在MA TLAB的使用仅限于输出图像的xlabel, ylabel, title, legend以及text文本。

对于xlabel, ylabel, title，用property_name('string', 'interpreter', 'latex') 其中string表示LaTeX语句，一定要用$ 括起来。如下例（实测本例$$在相同字号下比$要大）：

x=linspace(0,30,200);

y=sin(x)./x;

plot(x,y,'g--')

xlabel('$x$','interpreter','latex')

ylabel('y')

title('$\frac{sin(x)}{x}$','interpreter','latex','fontsize',18)

结果如下图所示。

对于legend，不能直接使用legend('$string$','interpreter','latex') 这个语句，会报错的，改为：h=legend('$string$'); % 先设置一个handle，等下用set函数修改属性

set(h,'interpreter','latex') % 记得string是你的LaTeX语句

结果就成下图所示。

为了图像标注更美观，可以将上面代码形式稍改一下，形式如下：

h = legend('XXX', 'Location','Best');

set(h, 'Interpreter', 'latex', 'string', '$your_string$');

而text的命令格式如下：

text('Interpreter','latex','String','数学公式', 'Position',[0.5 0.6],'FontSize',24)

其中'Position'的坐标值[0.5 0.6]可以按需要自己另设，'FontSize'大小24也可以按需要改。

与上面类似，也可以使用set语句一步一步设置text显示的LaTeX字符。

h = text;

set(h,'Interpreter','latex');

set(h,'string','$$\sum_{i=1}^{n} x_{i}=\int_{0}^{1}f(x)dx$$','position',[0.1,0.5],'FontSize',16);

结果在如下：

PS: 关于LaTeX字符中使用$$和$的差别到底有多大，暂不得而知。除上面实测的相同字号下，$$比$大；还有一个，就是极限语句显示的差异，如下：

showLatex('$k''(x)=\lim_{\Delta x \to 0}\frac{k(x)-k(x-\Delta x)}{\Delta x}$')

showLatex('$$k''(x)=\lim_{\Delta x \to 0}\frac{k(x)-k(x-\Delta x)}{\Delta x}$$')