使用LaTeX绘制各种科研图，示意图等。

代码和效果

\documentclass[border = 0.2cm, 12pt]{standalone}
\usepackage{amsmath, amssymb, amsfonts}
\usepackage{color}
\usepackage{tikz, pgfplots}
\pgfplotsset{compat=newest}
\usetikzlibrary{shapes,snakes}
\tikzset{>=latex}
\usetikzlibrary{angles,quotes}
\usepackage{tkz-euclide}

\begin{document}

\begin{tikzpicture}[scale=2.5]

\draw[->,line width=0.7] (-1.4,0)--(1.4,0) node[above]{$x$};
\draw[->,line width=0.7] (0,-1.4)--(0,1.4) node[right]{$y$};

\draw[arrows=->, line width=1.2] (0,0)--(0.6,1);
\draw[dashed, color=gray, thin] (0.6,0)--(0.6,1);
\draw[color=blue, line width=1.2] (1,0)--(1,1)--(-1,1)--(-1,-1)--(1,-1)--(1,0);

\node at (0.6,-0.15) {$x_1$};
\node at (0.15,1.12) {$x_2$};
\node at (0.7,1.15) {$\boldsymbol{x}$};

\node at (1.1,-0.2) {$1$};
\node at (-1.2,-0.2) {$-1$};
\node at (-0.2,1.12) {$1$};
\node at (-0.25,-1.15) {$-1$};

\end{tikzpicture}

\end{document}

解释

基础部分

文档设置部分: standalone 是一个特殊的LaTeX文档类，他会自动把输出的PDF建材到刚好包含内容的大小，十分适合绘图。
设置border表示内容周围添加的边距，12pt表示字体大小。

绘图部分

绘图环境使用tikzpicture

scale表示绘图比例，基本单位是1cm，scale=2.5表示绘图比例为2.5，也就是说绘图中的1cm的输出实际是2.5cm。

>=latex表示箭头为latex风格。常见的箭头样式：

\tikzset{>=latex}    % LaTeX 风格箭头（最常用）
\tikzset{>=stealth}  % 匕首型箭头
\tikzset{>=to}       % 简单直线箭头
\tikzset{>=triangle} % 三角形箭头

绘制坐标轴

1 2	\draw[->,line width=0.7] (-1.4,0)--(1.4,0) node[above]{$x$}; \draw[->,line width=0.7] (0,-1.4)--(0,1.4) node[right]{$y$};

以绘制$x$轴为例，(-1.4,0)表示起点，(1.4,0)表示终点，line width=0.7表示线宽，node[above]{$x$}表示在终点上方添加$x$标签。

这里关键的就在于node命令，如果要在下方添加标签，可以这样写：

1	draw[->,line width=0.7] (-1.4,0)--(1.4,0) node[below]{$x$};

TikZ 中的位置关键字可以组合使用，常见的位置选项包括：

below - 下方
left - 左边
right - 右边
above - 上方
below left - 左下
below right - 右下
above left - 左上
above right - 右上

也可以使用精确数值控制：

1	\draw[->,line width=0.7] (-1.4,0)--(1.4,0) node[below=0.2cm]{$x$};

或者像后文一样，使用node at命令：

1
2
3

\node at (0.6,-0.15) {$x_1$};
\node at (0.15,1.12) {$x_2$};
\node at (0.7,1.15) {$\boldsymbol{x}$};

绘制项链和辅助线：

1 2	\draw[arrows=->, line width=1.2] (0,0)--(0.6,1); \draw[dashed, color=gray, thin] (0.6,0)--(0.6,1);

3D坐标

使用tikz-3dplot包，可以绘制3D坐标系。

\tdplotsetmaincoords{60}{120}
\begin{tikzpicture}
	[scale=3,tdplot_main_coords, axis/.style={->,black,line width=0.7}, vector/.style={-stealth,black,line width=1.2}, vector guide/.style={dashed,gray,thin}]

	%standard tikz coordinate definition using x, y, z coords
	\coordinate (O) at (0,0,0);
	
	%tikz-3dplot coordinate definition using r, theta, phi coords
	\tdplotsetcoord{P}{.8}{55}{60}
	
	%draw axes
	\draw[axis] (0,0,0) -- (1,0,0) node[anchor=north east]{$x$};
	\draw[axis] (0,0,0) -- (0,1,0) node[anchor=north west]{$y$};
	\draw[axis] (0,0,0) -- (0,0,1) node[anchor=south]{$z$};
	
	%draw a vector from O to P
	\draw[vector] (O) -- (P);
	
	%draw guide lines to components
	\draw[vector guide] (O) -- (Pxy);
	\draw[vector guide] (Pxy) -- (P);
	\draw[vector guide] (0,0,0.45) -- (P);
	\draw[vector guide] (Pxy) -- (0.25,0,0);
	\draw[vector guide] (Pxy) -- (0,0.5,0);

\node[text width=3.5cm] at (0,0.95,0.55) {\footnotesize $\|\boldsymbol{x}\|_2=\sqrt{x_1^2+x_2^2+x_3^2}$};
\node at (0.2,-0.1,0) {$x_1$};
\node at (-0.1,0.5,0) {$x_2$};
\node at (-0.05,-0.12,0.4) {$x_3$};

\end{tikzpicture}

其中，tdplot_main_coords定义了3D坐标系的主视角，axis定义了坐标轴的样式，vector定义了向量的样式，vector guide定义了向量辅助线的样式，具体：

[scale=3,                    % 将整个图形放大3倍
tdplot_main_coords,          % 使用3D坐标系统
axis/.style={                % 定义坐标轴样式
    ->,                      % 带箭头
    black,                   % 黑色
    line width=0.7          % 线宽0.7
}, 
vector/.style={              % 定义向量样式
    -stealth,               % 使用匕首型箭头
    black,                  % 黑色
    line width=1.2         % 线宽1.2
}, 
vector guide/.style={        % 定义辅助线样式
    dashed,                 % 虚线
    gray,                   % 灰色
    thin                    % 细线
}]

tdplotsetcoord使用的是球坐标系，P表示点，.8表示半径，55表示俯仰角，60表示偏航角。

其他的内容和2D坐标系类似。

效果：

WangPeiKe's Blog

LaTex绘图指南-1-向量和范数

代码和效果

解释

基础部分

绘图部分

3D坐标