插值與擬合的簡單介紹

2021-10-05 16:50:46 字數 1345 閱讀 7843

插值,給定一組資料,找到一條函式過所有的這些點。擬合,同樣地,給定一組資料,找到一條盡可能接近這些點的函式,不要求點全在這條曲線上。

有插值多項式法、分段插值法、三角插值法,常用的是前兩種。

一般的插值多項式法是這樣的,構造乙個n階多項式,其中有n+1個引數

y (x

)=a0

+a1x

+a2x

2+..

.+an

xny(x)=a_0+a_1x+a_2x^2+...+a_nx^n

y(x)=a

0​+a

1​x+

a2​x

2+..

.+an

​xn把n+1組資料代入,得到有n+1個等式的方程組,提取係數矩陣,可以利用線性代數的知識求得唯一解。

當有很多組資料時,n就比較大,出現龍格現象。

比較著名的有拉格朗日多項式和牛頓插值法,由於這兩個也有龍格現象,所以我們一般不用。

分段插值就是用最近的幾個點進行插值,是乙個分段函式,造成了在節點處不夠光滑的缺陷。

還有一種埃爾公尺特(hermite)插值,它不僅要求曲線全過這些點,還對一階導數有要求,這時候我們可以唯一確定乙個次數不超過 2n+1 的多項式。

單純用hermite插值,也會有龍格現象,因此我們用的比較多的一種時分段三次埃爾公尺特插值,對應matlab中的內建函式為p=pchip(x,y,new_x),其中 x 是已知樣本點的橫座標,y是已知樣本點的縱座標,new_x是要插入點的橫座標,可以是數或向量,返回值p是插入點的縱座標。

例如:

還有一種比較常用的三次樣條插值,它要求二階連續可微,對應的內建函式為 spline 引數、返回值與pchip函式相同。

例如:

可以看出,三次樣條插值得出的曲線更加光滑。

tips:插值可以用於短期**。

常用的方法是最小二乘法。

總體平方和sst

誤差平方和sse

回歸平方和ssr

當擬合曲線函式對引數線性時,sst=sse+ssr,此時擬合係數r2r2

才有參考價值,非線性函式的誤差一般看sse即可。

另外,我們要靈活利用matlab的擬合工具箱,它不僅能直接擬合出影象、函式,還能生成**。

插值與擬合的簡單介紹

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插值與擬合

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matlab插值與擬合

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