Matlab最小二乘法拟合笔记
matlab最小二乘法曲线拟合
matlab最小二乘法曲线拟合最小二乘法是一种常用的曲线拟合方法,它通过最小化实际观测值与拟合曲线之间的平方误差来确定最佳拟合曲线的参数。
给定一组实际观测数据点(xi, yi),我们希望找到一个拟合曲线y=f(x;θ),其中θ表示曲线的参数。
最小二乘法的目标是使误差的平方和最小化,即使得下述损失函数最小化:L(θ) = ∑(yi - f(xi;θ))^2其中,∑表示求和运算,L(θ)是损失函数,yi是第i个观测数据点的输出值,f(xi;θ)是根据参数θ计算得到的拟合曲线在第i个观测点的预测值。
为了找到最佳的参数θ,我们通过最小化损失函数来求解优化问题:minimize L(θ)这个问题可以通过求解等式∂L/∂θ = 0 来得到最优参数θ的闭式解。
具体的求解方法,可以通过矩阵和向量的运算来实现。
在Matlab中,可以使用“polyfit”函数进行最小二乘法的曲线拟合。
该函数可以拟合出一条多项式曲线,通过指定最佳拟合的次数,即多项式的阶数。
拟合结果包括最佳参数和拟合误差等信息。
使用方法如下:```% 输入观测数据x = [x1, x2, x3, ...]';y = [y1, y2, y3, ...]';% 拟合曲线order = 1; % 最佳拟合的次数(如一次线性拟合)p = polyfit(x, y, order);% 最佳参数coefficients = p;% 拟合曲线curve = polyval(p, x);% 绘制拟合曲线和观测数据plot(x, y, 'o', x, curve)```这样,就可以使用Matlab的最小二乘法曲线拟合方法来得到最佳的拟合曲线。
Matlab最小二乘法曲线拟合
最小二乘法在曲线拟合中比较普遍。
拟合的模型主要有1.直线型2.多项式型3.分数函数型4.指数函数型5.对数线性型6.高斯函数型......一般对于LS问题,通常利用反斜杠运算“\”、fminsearch或优化工具箱提供的极小化函数求解。
在Matlab中,曲线拟合工具箱也提供了曲线拟合的图形界面操作。
在命令提示符后键入:cftool,即可根据数据,选择适当的拟合模型。
“\”命令1.假设要拟合的多项式是:y=a+b*x+c*x^2.首先建立设计矩阵X:X=[ones(size(x)) x x^2];执行:para=X\ypara中包含了三个参数:para(1)=a;para(2)=b;para(3)=c;这种方法对于系数是线性的模型也适应。
2.假设要拟合:y=a+b*exp(x)+cx*exp(x^2)设计矩阵X为X=[ones(size(x)) exp(x) x.*exp(x.^2)];para=X\y3.多重回归(乘积回归)设要拟合:y=a+b*x+c*t,其中x和t是预测变量,y是响应变量。
设计矩阵为X=[ones(size(x)) x t] %注意x,t大小相等!para=X\ypolyfit函数polyfit函数不需要输入设计矩阵,在参数估计中,polyfit会根据输入的数据生成设计矩阵。
1.假设要拟合的多项式是:y=a+b*x+c*x^2p=polyfit(x,y,2)然后可以使用polyval在t处预测:y_hat=polyval(p,t)polyfit函数可以给出置信区间。
[p S]=polyfit(x,y,2) %S中包含了标准差[y_fit,delta] = polyval(p,t,S) %按照拟合模型在t处预测在每个t处的95%CI为:(y_fit-1.96*delta, y_fit+1.96*delta)2.指数模型也适应假设要拟合:y = a+b*exp(x)+c*exp(x.?2)p=polyfit(x,log(y),2)fminsearch函数fminsearch是优化工具箱的极小化函数。
matlab最小二乘法拟合直线
matlab最小二乘法拟合直线【导言】直线拟合是数据分析和数学建模中常用的方法之一,而最小二乘法则是在直线拟合中最常用的方法之一。
在本文中,将介绍使用Matlab进行最小二乘法拟合直线的步骤和原理,并就此主题进行深入的探讨。
【正文】一、最小二乘法简介最小二乘法是一种数学优化方法,它通过最小化误差的平方和来寻找函数与观测数据之间的最佳拟合。
在直线拟合中,最小二乘法的目标是找到一条直线,使得所有观测数据点到直线的距离之和最小。
1. 确定拟合的模型在直线拟合中,我们的模型可以表示为:Y = a*X + b,其中a和b为待求参数,X为自变量,Y为因变量。
2. 计算误差对于每一个观测数据点(x_i, y_i),计算其到直线的垂直距离d_i,即误差。
误差可以表示为:d_i = y_i - (a*x_i + b)。
3. 求解最小二乘法问题最小二乘法的目标是最小化所有观测数据点到直线的距离之和,即最小化误差的平方和:min Σ(d_i^2) = min Σ(y_i - (a*x_i + b))^2。
通过求解该最小化问题,可以得到最佳拟合的直线斜率a和截距b的值。
二、Matlab实现最小二乘法拟合直线的步骤下面将介绍使用Matlab进行最小二乘法拟合直线的基本步骤。
1. 导入数据需要将实验数据导入Matlab。
可以使用matlab自带的readtable函数从文件中读取数据,也可以使用xlsread函数直接从Excel文件中读取数据。
2. 数据预处理在进行最小二乘法拟合直线之前,先对数据进行预处理。
一般情况下,可以对数据进行去除异常值、归一化等操作,以确保数据的准确性和可靠性。
3. 拟合直线使用Matlab的polyfit函数可以实现直线拟合。
polyfit函数可以拟合输入数据的曲线或平面,并返回拟合参数。
在拟合直线时,需要指定拟合的阶数,对于直线拟合,阶数为1。
4. 绘制拟合直线使用Matlab的plot函数可以将拟合的直线绘制出来,以便于观察拟合效果。
最小二乘法的基本原理和多项式拟合matlab实现
最小二乘法的基本原理和多项式拟合一、最小二乘法的基本原理从整体上考虑近似函数)(x p 同所给数据点),(i i y x (i=0,1,…,m)误差i i i y x p r -=)((i=0,1,…,m)i i i y x p r -=)((i=0,1,…,m)绝对值的最大值im i r ≤≤0max ,即误差 向量T m r r r r ),,(10 =的∞—范数;二是误差绝对值的和∑=mi ir 0,即误差向量r 的1—范数;三是误差平方和∑=mi ir2的算术平方根,即误差向量r 的2—范数;前两种方法简单、自然,但不便于微分运算 ,后一种方法相当于考虑 2—范数的平方,因此在曲线拟合中常采用误差平方和∑=mi ir02来 度量误差i r (i=0,1,…,m)的整体大小。
数据拟合的具体作法是:对给定数据 ),(i i y x (i=0,1,…,m),在取定的函数类Φ中,求Φ∈)(x p ,使误差i i i y x p r -=)((i=0,1,…,m)的平方和最小,即∑=mi ir2[]∑==-mi iiy x p 02min)(从几何意义上讲,就是寻求与给定点),(i i y x (i=0,1,…,m)的距离平方和为最小的曲线)(x p y =(图6-1)。
函数)(x p 称为拟合函数或最小二乘解,求拟合函数p(x)的方法称为曲线拟合的最小二乘法。
合中,函数类Φ可有不同的选取方法.6—1二多项式拟合假设给定数据点),(i i y x (i=0,1,…,m),Φ为所有次数不超过)(m n n ≤的多项式构成的函数类,现求一Φ∈=∑=nk k k n x a x p 0)(,使得[]min )(00202=⎪⎭⎫⎝⎛-=-=∑∑∑===mi mi n k i k i k i i n y x a y x p I (1)当拟合函数为多项式时,称为多项式拟合,满足式(1)的)(x p n 称为最小二乘拟合多项式。
最小二乘法拟合matlab
最小二乘法拟合matlab
最小二乘法拟合MATLAB
最小二乘法是一种有效地估计未知参数值的统计学方法,它假定误差服从正态分布,然后进行极大似然估计。
下面我们就来介绍一下如何使用MATLAB来拟合最小二乘法。
1.第一步:绘制出要拟合的数据,这里我们绘制出了一个简单的抛物线数据:
x=[-3 -2 -1 0 1 2 3];
y=[6 3 1 0 -2 -4 -7];
plot(x,y);
2.第二步:根据你要拟合的函数,构建出你所要拟合的模型。
这里,我们想拟合一条抛物线:y=ax2+bx+c ;
3.第三步:定义拟合函数:
fun=@(x,xdata)x(1)*xdata.^2+x(2)*xdata+x(3);
4.第四步:调用最小二乘法函数:
[x,resnorm,residual,exitflag,output,lambda,jacobian]=lsqcur vefit(fun,[1 1 1],x,y);
现在你已经可以看到拟合函数的参数了:
x的值为[1.7, 0.3, -1.5],
而拟合函数为: y=1.7x2+0.3x-1.5
因此,使用MATLAB调用最小二乘法可以很方便地拟合出任意复
杂的函数,并且可以得到准确的参数值。
matlab 对数 最小二乘拟合
一、概述Matlab是一种强大的数学软件,它提供了许多用于数学建模、数据分析、图形可视化等功能的工具。
对数最小二乘拟合是其中一个重要的功能,它可以帮助研究人员处理实验数据,找出数据之间的相关性,从而进行有效的数据分析和建模。
在本文中,我们将讨论Matlab中对数最小二乘拟合的原理、方法和应用。
二、对数最小二乘拟合的原理对数最小二乘拟合是一种特殊的非线性拟合方法,它适用于当实验数据呈现出指数增长或指数衰减的趋势时。
对数最小二乘拟合的原理是将实验数据取对数变换,然后使用最小二乘法进行拟合。
最小二乘法是一种常用的数值优化方法,它通过最小化实际观测值和模型预测值之间的残差平方和来确定模型参数,从而实现拟合。
三、Matlab中对数最小二乘拟合的方法在Matlab中,可以使用“lsqcurvefit”函数进行对数最小二乘拟合。
该函数可以通过最小二乘法拟合非线性方程,并返回拟合参数和拟合效果。
使用该函数时,需要提供拟合的非线性方程、初始参数估计值、实验数据及其权重等信息,以便进行拟合。
在拟合结束后,可以通过绘制拟合曲线和残差图来评估拟合效果。
四、对数最小二乘拟合的应用对数最小二乘拟合在实际应用中具有广泛的意义。
在生物学领域,用对数最小二乘拟合可以研究物种种裙的增长趋势;在经济学领域,可以用来分析经济指标的增长规律等。
通过对数最小二乘拟合,研究人员可以更加准确地描述实验数据的变化规律,从而做出更有力的数据分析和预测。
五、结论对数最小二乘拟合是Matlab中的重要功能之一,它可以帮助研究人员处理实验数据、分析数据规律,并进行数学建模。
本文讨论了对数最小二乘拟合的原理、方法和应用,希望可以为对数最小二乘拟合的研究和应用提供一些有益的参考。
在实际应用中,研究人员可以根据具体的问题和实验数据,灵活运用Matlab中的数学工具,进行数据分析和建模工作。
六、对数最小二乘拟合的优缺点尽管对数最小二乘拟合在处理指数增长或指数衰减的数据时具有一定优势,但同样也存在一些局限性。
matlab最小二乘拟合问题
Matlab实现最小二乘拟合一、实验内容1对下列数据,求解最小二乘抛物线C+)(=2BxAxxf+2logistic曲线,具有形式P(t)=L/(1+Ce At)。
对下列数据集求解参数A和C,L是已知的。
(a)(0,200),(1,400),(2,650)(3,850),(4,950); L=1000(b)(0,500),(1,1000),(2,1800)(3,2800),(4,3700); L=5000二、实验原理:求使得偏差平方和最小的多项式三、实验说明:要求输入拟合点,输出拟合函数的系数并在同一坐标系下画出离散点和拟合曲线。
四、实验过程及结果分析第1题:相关输入与输出:>> X=[-3 -1 1 3];>> Y=[15 51 5];>> M=2;>> C=lspoly(X,Y,M)C =0.8750-1.70002.1250(降幂排列)>> x=-3:0.1:3;>> y=polyval(C,x);>> plot(X,Y,'ro',x,y,'b-')图像:-3-2-10123第2题:(1):>> P=[200 400 650 850 950];>> L=1000;>> y=dd(L,P)y =0.6094 -0.0837 -0.5692 -0.8375 -0.9487>> y=[0.6094 -0.0837 -0.5692 -0.8375 -0.9487];>> t=[0 1 2 3 4];>> M=1;>> a=lspoly(t,y,M)a =-0.38700.4081>> A=a(1)A =-0.3870>> C=exp(a(2))C =1.5039>>T=0:0.1:4;>>Y=polyval(a,T);>>plot(t,y,'ro',T,Y,'b-')变换后图像:00.51 1.52 2.53 3.54第2题:(2)>> P=[ 500 1000 1800 2800 3700]; >> L=5000;>> y=dd(L,P)y =1.3026 0.6094 0.0217 -0.4202 -0.6989>> y=[1.3026 0.6094 0.0217 -0.4202 -0.6989];>> t=[0 1 2 3 4];>> M=1;>> a=lspoly(t,y,M)a =-0.50331.1694>> A=a(1)A =-0.5033>> C=exp(a(2))C =3.2202>> T=0:0.1:4;Y=polyval(a,T);plot(t,y,'ro',T,Y,'b-')变换后图像:00.51 1.52 2.53 3.54五、实验总结:1.本实验lspoly意思是最小二乘多项式的英文简写,其程序运行到C=A\B时,C 为升幂排列,最后加上C=flipud(C)表示上下颠倒,使得所求C即为根据x的幂次由高到低排列的2.引用matlab系统函数polyval是求多项式的值3.在第2问中,所求函数模型不是线性的,这就要考虑对其进行相应的变化六、参考程序:1、lspoly.mfunction C=lspoly(X,Y,M)n=length(X);B=zeros(1:M+1);F=zeros(n,M+1);for k=1:M+1F(:,k)=X'.^(k-1);endA=F'*F;B=F'*Y';C=A\B;C=flipud(C);2、计算y与P、L关系的m文件dd.m:function y=dd(L,P);y=zeros(1,5);for i=1:5y(i)=log(L./P(i))-1); y(i)=log(L./P(i))-1; end。
用Matlab进行最小二乘法线性拟合(求传感器非线性误差、灵敏度)
%后面的为注释,红色部分代码需要根据实际情况更改%最小二乘法线性拟合y=ax+bx=[0.5,1,1.5,2,2.5,3,3.5,4,4.5,5];%自变量y=[191,321,442,565,686,819,930,1032,1153,1252];%因变量xmean=mean(x);ymean=mean(y);sumx2=(x-xmean)*(x-xmean)';sumxy=(y-ymean)*(x-xmean)';a=sumxy/sumx2;%解出直线斜率a(即传感器灵敏度)b=ymean-a*xmean;%解出直线截距bz=((a*(x(1,10))+b-(y(1,10)))/(y(1,10)));%“10”是自变量的个数,z为非线性误差(即线性度)abz%作图,先把原始数据点用蓝色"十"字描出来figureplot(x,y,'+');hold on% 用红色绘制拟合出的直线px=linspace(0,6,50);%(linspace语法(从横坐标负轴起点0画到横坐标正轴终点6,50等分精度))py=a*px+b;plot(px,py,'r');运行结果:a =236.9818b =87.4000另一种简单一点的方法:%最小二乘法线性拟合y=ax+bx=[0.5,1,1.5,2,2.5,3,3.5,4,4.5,5];%自变量y=[191,321,442,565,686,819,930,1032,1153,1252];%因变量p=polyfit(x,y,1);p运行结果:p =236.9818 87.4000。
最小二乘法求二次拟合多项式 matlab
最小二乘法求二次拟合多项式 Matlab一、介绍最小二乘法是一种常见的数学优化技术,用于寻找一组参数,使得某种给定的数学模型和观测到的数据之间的误差平方和最小。
在 Matlab 中,最小二乘法常常用于拟合曲线或者多项式,其中二次拟合多项式是一种常见的应用。
本文将探讨如何使用 Matlab 来利用最小二乘法进行二次拟合多项式的求解。
二、理论基础在进行二次拟合多项式求解之前,首先需要了解最小二乘法的理论基础。
最小二乘法的核心思想是通过调整模型的参数,使得模型的预测值与实际观测值之间的误差最小化。
对于二次拟合多项式而言,其模型可以表示为:y = ax^2 + bx + c其中 a、b、c 分别为二次、一次和常数项的系数。
最小二乘法的目标是通过对观测数据的拟合,来确定最优的参数值。
三、使用 Matlab 进行二次拟合多项式求解在 Matlab 中,可以利用 polyfit 函数来进行二次拟合多项式的求解。
该函数的使用格式为:p = polyfit(x, y, n)其中 x 和 y 分别为观测数据的自变量和因变量,n 表示要拟合的多项式次数。
对于二次拟合多项式而言,n 应设置为 2。
polyfit 函数将返回拟合多项式的系数 p。
四、示例代码下面是一个利用最小二乘法进行二次拟合多项式的示例代码:```matlab生成观测数据x = 1:10;y = [3.2, 5.1, 9.5, 17.3, 28.4, 39.7, 52.3, 66.1, 80.2, 94.5];使用 polyfit 进行二次拟合多项式求解p = polyfit(x, y, 2);绘制拟合曲线xx = 1:0.1:10;yy = polyval(p, xx);plot(x, y, 'o', xx, yy, '-');legend('观测数据', '拟合曲线');xlabel('x');ylabel('y');```在示例代码中,首先生成了一组观测数据 x 和 y,然后利用 polyfit 函数进行二次拟合多项式的求解,最后利用 polyval 函数绘制了拟合曲线。
matlab最小二乘法拟合求参数
matlab最小二乘法拟合求参数
最小二乘法是一种数据拟合的常用方法,可以求得一组参数使得拟合函数与给定数据的残差平方和最小。
在Matlab中,可以通过以下步骤求解最小二乘法拟合的参数:
1. 输入数据:首先,将需要拟合的数据输入到Matlab中,例如,可以创建两个向量x和y来表示一组二维数据。
2. 选择拟合函数:根据数据的特点选择一个合适的拟合函数形式,例如,线性、二次、指数等。
假设选择线性拟合y = a*x + b。
3. 构建拟合方程:根据选择的拟合函数形式,构建拟合方程,即根据给定的数据和参数a、b,计算预测的y值。
4. 残差计算:计算预测值与实际值之间的差异,即残差。
可以使用Matlab的内置函数或者编写自定义函数来计算残差。
5. 残差平方和最小化:根据最小二乘法的原理,目标是使得残差平方和最小化。
可以使用Matlab的内置函数或者编写自定义函数来求解最小二乘法的参数。
6. 求解参数:使用最小化残差平方和的方法,求解拟合方程的参数。
在Matlab中,可以使用lsqcurvefit函数或者lsqnonlin函数等进行求解。
7. 结果评估:根据求解得到的参数,计算拟合方程在给定数据上的拟合度,可以计算相关系数等来评估拟合效果。
以上就是使用Matlab进行最小二乘法拟合求解参数的一般步骤。
具体的实现方法可以根据数据和拟合函数的不同进行调整和优化。
matlab最小二乘法拟合函数分段拟合
一、概述在数据分析和曲线拟合中,最小二乘法是一种常用的数据拟合方法。
它通过最小化实际观测值与拟合曲线之间的残差平方和来求得最优拟合曲线的参数。
而在MATLAB中,有专门的函数可以帮助我们进行最小二乘法拟合,实现不同类型的数据拟合。
本文将从最小二乘法的原理和MATLAB的使用角度,介绍如何在MATLAB中使用最小二乘法进行函数分段拟合。
二、最小二乘法原理1. 残差的定义在进行数据拟合时,我们经常会遇到实际观测值与拟合曲线之间存在一定的偏差,这种偏差即为残差。
对于第i个观测点,其残差可以表示为:\[e_{i} = y_{i} - F(x_{i}, \theta)\]其中\(y_{i}\)为实际观测值,\(F(x_{i}, \theta)\)为拟合曲线在\(x_{i}\)处的取值,\(\theta\)为拟合曲线的参数。
2. 最小二乘法的原理最小二乘法的目标是找到一组参数\(\theta^*\),使得实际观测值与拟合曲线的残差平方和最小,即\[\min_{\theta} \sum_{i=1}^{n} e_{i}^{2}\]通过对残差平方和的求导等于0,可以得到最优参数\(\theta^*\)的表达式,这样就得到了最优的拟合曲线。
三、MATLAB中的最小二乘法函数在MATLAB中,有专门用于最小二乘法拟合的函数lsqcurvefit。
该函数可以实现对一般形式的非线性方程进行最小二乘法拟合,在进行分段函数拟合时,也可以适用。
下面将介绍lsqcurvefit函数的基本用法。
1. 函数参数lsqcurvefit函数的基本参数包括:- fun:拟合函数的句柄,用于计算拟合曲线在给定x处的取值- x0:拟合曲线的初始参数- xdata:实际观测点的x坐标- ydata:实际观测点的y坐标- lb、ub:参数的取值范围约束2. 示例代码下面是一个使用lsqcurvefit函数进行分段线性函数拟合的示例代码:```matlab定义拟合函数fun = (x, xdata) x(1)*xdata.*(xdata<=3) + x(2)*xdata.*(xdata>3);初始化参数x0 = [1, 2];定义实际观测点xdata = [1, 2, 3, 4, 5];ydata = [3, 5, 7, 9, 11];进行最小二乘法拟合x = lsqcurvefit(fun, x0, xdata, ydata);```通过以上示例代码,可以实现对分段线性函数进行最小二乘法拟合,得到最优的拟合参数x。
用MatLab画图(最小二乘法做曲线拟合)
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 用MatLab画图(最小二乘法做曲线拟合) 用 MatLab 画图(最小二乘法做曲线拟合) 帮朋友利用实验数据画图时,发现 MatLab 的确是画图的好工具,用它画的图比Excel光滑、精确。
利用一组数据要计算出这组数据对应的函数表达式从而得到相应图像,MatLab 的程序如下:x=[1 5 10 20 30 40 60 80] y=[15. 4 33. 9 42. 2 50. 556 62. 7 72 81. 1] plot(x, y, ‘ r*’ ) ; legend(‘ 实验数据(xi, yi) ‘ ) xlabel(‘ x’ ) , ylabel(‘ y’ ) , title(‘ 数据点(xi, yi) 的散点图’ ) syms a1 a2 a3 x=[15 10 20 30 40 60 80]; fi=a1. *x. +a2. *x+a3 y=[15. 4 33.9 42. 2 50. 5 56 62. 7 72 81. 1] fi =[a1+a2+a3,25*a1+5*a2+a2+(400*a1+20*a2+a3-101/2) +(900*a1+30*a2+a3-56) +(1600*a1+40*a2+a3-627/10) +(3600*a1+60*a2+a3-72)+(6400*a1+80*a2+a3-811/10) ; Ja1=diff(J, a1) ;Ja2=diff(J, a2) ; Ja3=diff(J, a3) ; Ja11=simple(Ja1) ,Ja21=simple(Ja2) , Ja31=simple(Ja3) A=[114921252, 1656252, 26052; 1656252, 26052, 492; 26052, 492, 16]; B=[9542429/5, 166129/5, 4138/5]; C=B/A, f=poly2sym(C) xi=[1 5 10 20 3040 60 80] ; y=[15. 4 33. 9 42. 2 50. 5 56 62. 7 72 81. 1]; n=length(xi) ; f=-0. 0086. *xi. +1. 3876. *xi+23. 1078;1 / 6x=1: 1/10: 80; F=-0. 0086. *x. +1. 3876. *x+23. 1078; fy=abs(f-y) ; fy2=fy. ; Ew=max(fy) , E1=sum(fy) /n,E2=sqrt((sum(fy2) ) /n) plot(xi, y, ‘ r*’ ) , hold on, plot(x, F, ‘ b-’ ) , hold off legend(‘ 数据点(xi, yi) ‘ , ‘ 拟合曲线f(x) = -0. 0086x +1. 3876x+23. 1078’ ) , xlabel(‘ x’ ) , ylabel(‘ y’ ) , title(‘ 实验数据点(xi, yi) 及拟合曲线f(x) ‘ ) 下图是程序运行后得到的:Su7Tw8VxaW ybXAcZB d#Cf!Eg%FhGj*Ik(Jl-Kn+M o0Np2Or3Ps4R t6Sv7Tw8VxaWzbXAcZBe#Cf! Eg%Fi Gj*Ik)Jl-Kn+Mo1Np2Or3Qs4Rt6Sv7 Uw8Vx aWzbYAc ZBe#Df!Eg%FiHj*Ik) Jm-Kn +Mo1Nq2Or3Qs 5Rt6Sv7Uw9VxaWzbYAdZBe#D f$Eg%F iHj(I k) Jm-Ln+Mo1Nq2Pr3Qs5Ru6S v7Uw9V yaWzbY AdZCe#Df$Eh%FiHj(Il) Jm-Ln0Mo1Nq2Pr4 Qs5Ru6Tv8Uw9VyaXzbYAdZCe !Df$Eh %GiHj (Il) Km-Ln0Mp1Nq2Pr4Qt5Ru 6Tv8U x9VyaXz cYAdZCe! Dg$Eh%Gi*Hj(Il) Km+Ln0M p1Oq2P r4Qt5Su6Tv8Ux9WyaXzcYBdZ Ce!Dg$Fh%Gi* Hk(Il) Km+Lo0Mp1Oq3Pr4Qt5 Su7Tv8Ux9Wyb XzcYBd#Ce!Dg$FhGi*Hk(Jl ) Km+L o0Np1Oq 3Ps4Rt 5Su7Tw8Ux9WybXAcY Bd#Cf!Dg$FhGj*Hk(Jl-Km+Lo0Np2Oq3Ps4 Rt6Su7Tw8Vx9 WybXAcZBd#Cf!Eg$FhGj*Ik (Jl-Kn +Lo0Np2Or3Ps4Rt6Sv7Tw8VxaWybXA cZBe#Cf!Eg%F hGj*Ik) Jl-K n+Mo0Np2Or3Q s4Rt6Sv 7Uw8V xaWzbXAcZBe# D f! Eg%FiGj* Ik) Jm- Kn+Mo1 Nq2Or3Qs5Rt6Sv7Uw9VxaWzb YAcZBe#Df$Eg %FiHj*Ik)---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ Jm-Ln+Mo1Nq2Pr 3Qs5Ru 6Sv7Uw 9VyaWzbYAdZBe#Df$Eh%FiH j(Ik) J m-Ln0M o1Nq2Pr4Qs5Ru6Tv7Uw9VyaX zbYAdZC e#Df$ Eh%GiHj(Il) Jm-Ln0Mp1Nq2 Pr4Qt5Ru6Tv8 Uw9VyaXzcYAdZCe!Df$Eh%Gi *Hj(Il) Km+Ln 0Mp1Oq2Pr4Qt5Su6Tv8Ux9Vy aXzcYB dZCe!D g$Eh%Gi*Hk(Il) Km+Lo0Mp1O q3Pr4Qt5Su7Tv8Ux9WyaXzc Y Bd#Ce!Dg$Fh %Gi*Hk( Jl) Km +Lo0Np1Oq3Ps 4 Qt5Su7Tw8Ux 9WybXzcYBd#C f!Dg$FhGi*H k (Jl-Km+Lo0N p2Oq3Ps4Rt5S u7Tw8Vx9WybX AcYBd#Cf! Eg$ FhGj*Ik (Jl- Kn+Lo0Np2Or3 P s4Rt6Su7Tw8 VxaWybXA cZBd #Cf!Eg%FhGj * Ik) Jl-Kn+Mo 0Np2Or3Qs4Rt 6Sv7Tw8VxaWz bXAcZBe#Cf!E g%FiGj*Ik) J m-Kn+Mo1Np2O r 3Qs5Rt6Sv7U w8VxaWzbYAcZ Be#Df! Eg%Fi H j*Ik) Jm-Ln+ Mo1Nq2O r3Qs5 Ru6Sv7Uw9Vxa W zbYAdZBe#Df $Eh%Fi Hj(Ik ) Jm-Ln0Mo1Nq 2Pr3Qs5Ru6Tv 7Uw9Vya WzbYA dZCe#Df$Eh%G iHj(Il) Jm-L n0Mp1Nq2Pr4Q s5Ru6Tv8Uw9V ya XzbYAdZCe! Df$Eh%Gi*Hj( Il) Km-Ln0Mp1 Oq 2Pr4 Qt5Ru6Tv8Ux9Vy aXz cYAdZCe!Dg$E h%G i*Hk(Il) K m+Ln0Mp1O q3P r4Qt5Su6Tv8U x9WyaXzcYBd# Ce!Dg$Fh% Gi* Hk(Jl) Km+Lo0 Mp1Oq3Ps4Qt5 Su7Tv8Ux9Wyb XzcYBd#Cf! Dg $F hGi*Hk(Jl -Km+Lo0N p1Oq 3Ps4Rt5Su7Tw 8U x9WybXAcYB d#Cf!Eg$F hG j*Hk(Jl-Kn+Lo0Np2O q3Ps4Rt 6Su7Tw8Vx9WybXAcZBd#Cf!E g%FhGj*Ik(J l-Kn+Mo0Np2O r3Ps4Rt6Sv7T w8Vxa WzbXAcZ Be#Cf! Eg%Fi Gj*Ik) Jl-Kn+ Mo1Np2Or3Qs4 Rt6Sv7Uw8VxaWzbYAcZBe#Df !Eg%FiHj*Ik )3 / 6Jm-Kn+Mo1Nq2Or3Qs5Rt6Sv 7Uw9Vx aWzbYA dZBe#Df$Eg%FiHj(Ik) Jm-L n+Mo1Nq2Pr3Q s5Ru6Sv7Uw9VyaWzbYAdZCe# Df$Eh %FiHj( Il) Jm-Ln0Mo1Nq2Pr4Qs5Ru6 Tv8Uw9VyaXzb YAdZCe!Df$Eh%GiHj(Il) Km -Ln0Mp 1Nq2Pr 4Qt5Ru6Tv8Ux9VyaXzcYAdZC e!Dg$E h%Gi*H j(Il) Km+Ln0Mp1Oq2Pr4Qt5S u6Tv8U x9WyaX zcYBdZCe! Dg$Fh%Gi*Hk(Il) Km+Lo0Mp1Oq3 Pr4Qt5Su7Tv8Ux9WybXzcYBd #Ce!D g$FhGi *Hk(Jl ) Km+Lo0Np1Oq3Ps4R t5Su7Tw8Ux9T v7Uw9VyaXzbYAdZCe#Df$Eh% GiHj( Il) Jm- Ln0Mp1Nq2Pr4Qs5Ru6Tv8Uw9 VyaXzcY AdZCe !Df$Eh%Gi*Hj(Il) Km-Ln0Mp 1Oq2Pr 4Qt5Ru 6Tv8Ux9VyaXzcYBdZCe! 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matlab_最小二乘法数据拟合
定义:最小二乘法(又称最小平方法)是一种数学优化技术。
它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。
利用最小二乘法可以简便地求得未知的数据,并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。
最小二乘法还可用于曲线拟合。
其他一些优化问题也可通过最小化能量或最大化熵用最小二乘法来表达。
最小二乘法原理:在我们研究两个变量(x,y)之间的相互关系时,通常可以得到一系列成对的数据(x1,,y2... xm,ym);将这些数据描绘在x -y直角坐标系中,若发现这些点在一条直线附近,可以令这条直线方程如(式1-1)。
Yj= a0 + a1 X (式1-1)其中:a0、a1 是任意实数1.多项式曲线拟合:polyfit常见拟合曲线:直线:y=a0X+a1多项式:一般次数不易过高2 3双曲线:y=a0/x+a1指数曲线:y=a*e^bmatlab中函数P=polyfit(x,y,n)[P S mu]=polyfit(x,y,n)polyval(P,t):返回n次多项式在t处的值注:其中x y已知数据点向量分别表示横纵坐标,n为拟合多项式的次数,结果返回:P-返回n次拟合多项式系数从高到低依次存放于向量P中,S-包含三个值其中normr是残差平方和,mu-包含两个值 mean(x)均值,std (x)标准差。
举例1. 已知观测数据为:X:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1Y:用三次多项式曲线拟合这些数据点:x=0::1y=[-,,,,,,,,,,11.2]plot(x,y,'k.','markersize',25)hold onaxis([0 -2 16])p3=polyfit(x,y,3)t=0:::S3=polyval(P3,t);plot(t,S3,'r');2.拟合为指数曲线注:在对已测数据不太明确满足什么关系时,需要假设为多种曲线拟合然后比较各自的residal(均方误差)越小者为优,多项式拟合不是拟合次数越高越好,而是残差越小越好。
最小二乘法的多项式拟合(matlab实现)
用最小二乘法进行多项式拟合(matlab实现)西安交通大学徐彬华算法分析:对给定数据(i=0 ,1,2,3,..,m),一共m+1个数据点,取多项式P(x),使函数P(x)称为拟合函数或最小二乘解,令似的使得其中,a0,a1,a2,…,an为待求未知数,n为多项式的最高次幂,由此,该问题化为求的极值问题。
由多元函数求极值的必要条件:j=0,1,…,n得到:j=0,1,…,n因此,只要给出数据点 及其个数m ,再给出所要拟合的参数n ,则即可求出未知数矩阵(a0,a1,a2,…,an ) 试验题1编制以函数 为基的多项式最小二乘拟合程序,并用于对下列数据作三次多项式最小二乘拟合(取权函数wi ≡1) x i-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 y i -4.447 -0.452 0.551 0.048 -0.447 0.5494.552 总共有7个数据点,令m=6第一步:画出已知数据的的散点图,确定拟合参数n;x=-1.0:0.5:2.0;y=[-4.447,-0.452,0.551,0.048,-0.447,0.549,4.552];plot(x,y,'*')xlabel 'x 轴'ylabel 'y 轴'title '散点图'hold on{}n k k x 0=因此将拟合参数n设为3.第二步:计算矩阵A= 注意到该矩阵为(n+1)*(n+1)矩阵,多项式的幂跟行、列坐标(i,j)的关系为i+j-2,由此可建立循环来求矩阵的各个元素,程序如下:m=6;n=3;A=zeros(n+1);for j=1:n+1for i=1:n+1for k=1:m+1A(j,i)=A(j,i)+x(k)^(j+i-2)endendend;再来求矩阵B=B=[0 0 0 0];for j=1:n+1for i=1:m+1B(j)=B(j)+y(i)*x(i)^(j-1)endend第三步:写出正规方程,求出a0,,a1…,an. B=B';a=inv(A)*B;第四步:画出拟合曲线x=[-1.0:0.0001:2.0];z=a(1)+a(2)*x+a(3)*x.^2+a(4)*x.^3;plot(x,z)legend('离散点','y=a(1)+a(2)*x+a(3)*x.^2+a(4)*x.^3')title('拟合图')总程序附下:x=-1.0:0.5:2.0;y=[-4.447,-0.452,0.551,0.048,-0.447,0.549,4.552];plot(x,y,'*')xlabel 'x轴'ylabel 'y轴'title '散点图'.hold onm=6;n=3;A=zeros(n+1);for j=1:n+1for i=1:n+1for k=1:m+1A(j,i)=A(j,i)+x(k)^(j+i-2)endendend;B=[0 0 0 0];for j=1:n+1for i=1:m+1B(j)=B(j)+y(i)*x(i)^(j-1)endendB=B';a=inv(A)*B;x=[-1.0:0.0001:2.0];z=a(1)+a(2)*x+a(3)*x.^2+a(4)*x.^3;plot(x,z). legend('离散点','y=a(1)+a(2)*x+a(3)*x.^2+a(4)*x.^3') title('拟合图')如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!。
最小二乘拟合matlab
最小二乘拟合matlab最小二乘拟合在数学和统计学领域中非常常见,它的主要作用就是通过找到一条线,能够尽可能的拟合一组数据点。
在Matlab中,最小二乘拟合也是一项非常重要的工作,因为在很多实际中,我们需要通过拟合数据来进行预测或者预测某些变量的变化趋势,最小二乘拟合正是可以达到这样的目的。
1、数据的导入和处理在进行最小二乘拟合之前,我们需要先将数据读入到Matlab中。
这里我们以x、y两个数组来模拟数据的导入,代码如下:x = [1,2,3,4,5]; y =[2.2,3.8,6.8,9.5,12.1];接下来,我们需要判断一下数据点是否已经处理好了,如果发现有数据点不符合实际情况,那么我们需要进行数据的清洗和转换。
数据预处理非常重要,因为这直接影响到拟合的效果。
2、数据可视化在拟合数据之前,我们需要对数据进行可视化,使我们能够更加直观地了解数据的分布情况。
Matlab提供了许多画图的函数,如plot、stem、scatter等,可以根据需要选择不同的函数进行绘图。
这里我们使用最基本的plot 函数来进行绘图,代码如下:plot(x, y, 'o')运行该代码之后,我们可以得到如下所示的数据点的散点图。
![image.png](attachment:image.png)从图中可以看出,数据点在大致呈线性,但是还存在一些离群点,这些点需要进行剔除或让它们对拟合的影响减弱。
3、最小二乘拟合在Matlab中,最小二乘拟合有多种实现方式,其具体实现方式取决于拟合模型的类型和数据的特点。
我们在这里介绍基于多项式的最小二乘拟合,即对数据点进行多项式拟合。
这种方法特别适用于数据点线性不够显著时,例如上文所述的例子。
在使用“polyfit”函数之前,我们需要先指定多项式的次数。
这里,我们选择一个二次多项式进行拟合,代码如下:p = polyfit(x,y,2);在上述代码中,“2”指的是二次多项式,函数会返回一个包含拟合系数的向量p。
matlab 最小二乘拟合直线
一、概述Matlab是一种功能强大的计算机软件,广泛应用于工程、科学和数学领域。
其中,最小二乘法是一种常用的数学拟合方法,能够通过最小化数据点到拟合曲线的垂直距离来找到最佳拟合直线。
二、最小二乘拟合直线原理1. 最小二乘法是一种数学优化技术,用于拟合和分析数据。
在拟合直线的问题中,最小二乘法能够找到一条直线,使得该直线到各个数据点的垂直距离之和最小。
2. 拟合直线一般用线性方程表示:y = mx + b,其中m为直线的斜率,b为直线的截距。
通过最小二乘法,可以通过数据点的坐标来求解出最佳的斜率m和截距b。
三、Matlab实现最小二乘拟合直线1. 在Matlab中,可以使用polyfit函数来进行最小二乘拟合直线的计算。
该函数的语法为:p = polyfit(x, y, n),其中x和y为输入的数据点坐标,n为拟合的多项式阶数。
在拟合直线的情况下,n取1即可。
2. polyfit函数会返回拟合直线的斜率和截距,分别对应于p(1)和p(2)。
通过这两个参数,就可以得到最佳拟合直线的方程形式。
四、示例代码以下是一个简单的示例代码,演示了如何使用Matlab进行最小二乘拟合直线:``` matlab输入数据点坐标x = [1, 2, 3, 4, 5];y = [2, 3, 3.5, 4, 5];使用polyfit函数进行拟合p = polyfit(x, y, 1);获取拟合直线的斜率和截距m = p(1);b = p(2);打印拟合直线方程fprintf('拟合直线方程为:y = .2fx + .2f\n', m, b);```五、总结通过最小二乘法拟合直线,可以更好地理解数据点的分布趋势,并且可以为后续的数据分析和预测提供参考。
Matlab作为一款强大的计算工具,能够快速、准确地进行最小二乘拟合直线的计算,并为科研工作者和工程师们提供了便利的数据分析工具。
希望读者通过本文的介绍,能够更加深入地理解最小二乘拟合直线的原理和在Matlab中的实现方法。
matlab多元一次方程最小二乘拟合求取系数
matlab多元一次方程最小二乘拟合求取系数最小二乘法是一种数学方法,可用于数据拟合以及误差分析。
在科学与工程中,我们经常需要解决数据拟合的问题,而最小二乘法便是其中最常用的方法之一。
本文将介绍如何使用MATLAB进行多元一次方程最小二乘拟合并求取系数。
第一步:准备数据首先,我们需要准备一组数据以进行最小二乘拟合。
这组数据需要是多个变量之间的关系,并且这些变量需要满足线性关系。
对于这个问题,我们可以先简化成一个二元一次方程y=ax+b。
这个方程可以表示成矩阵形式:```Y = [y1;y2;...;ym]X = [1,x1;1,x2;...;1,xm]B = [b;a]```其中,Y是一个m行一列的向量,表示对应的y值;X是一个m 行两列的矩阵,第一列为1表示截距项,第二列为x值;B是一个两行一列的向量,表示最终的系数。
第二步:计算最小二乘法接下来,我们需要使用MATLAB求解这个最小二乘问题。
我们可以使用MATLAB内置的regress函数,它可以帮助我们求解系数B。
具体使用方法如下:```B = regress(Y,X)```这个函数会返回一个2行1列的向量,也就是系数B的值。
第三步:验证结果最后,我们需要验证我们拟合出的结果是否可靠。
我们可以使用拟合残差来评估我们的拟合效果,同时也可以用图形的方式来直观地观察。
对于残差,可以使用如下代码来计算:```e = Y - X * B```这个代码会计算出每一行数据的残差。
我们可以使用hist函数来显示残差分布的直方图:```hist(e)```对于图形,我们可以使用plot函数来绘制拟合曲线。
具体代码如下:```plot(X(:,2),Y,'o')hold onplot(X(:,2),X * B,'-')hold off```这个代码会在同一个坐标系内绘制出数据点以及拟合曲线,以直观地观察拟合效果。
以上就是在MATLAB中进行多元一次方程最小二乘拟合的步骤。
matlab最小二乘法拟合多项式的系数
matlab最小二乘法拟合多项式的系数Matlab是一种高级编程语言,可以用于数据分析,数据可视化,仿真和计算。
而最小二乘法是一种广泛应用于科学数值计算中的有效工具,经常用于数据拟合和系数估计。
本文旨在介绍Matlab中使用最小二乘法拟合多项式的系数方法。
首先,有一组x和y组成的数据点,表示一个函数f(x)的值,假设其大致符合多项式形式:f (x) = a 0 + a 1 x + a 2 x 2 + ... + a n x n,其中a 0, a 1, a 2,, a n-1为未知系数,等于要求的系数。
在使用最小二乘法计算这些系数时,我们需要建立损失函数,其为以下形式:L (a) =i(y i - f (x i ; a)) 2,其中a为估计的系数向量,其形式为[a 0, a 1, a 2, ..., a n],x i 为第i个数据点的x坐标, y i 为第i个数据点的y坐标。
当我们找到使得损失函数最小的系数向量a时,就可以获得多项式形式的系数了。
接下来,我们就可以用Matlab来实现拟合多项式系数了。
在实现上,Matlab有一个专门用于最小二乘法数据拟合的内置函数:polyfit。
该函数有两个参数:x和y,对应上述给出的数据点坐标。
还有一个可选参数:多项式的次数n,如果没有指定,默认值为1。
使用该函数调用的示例代码如下:>> x = [1 2 3 4 5];>> y = [1 4 9 16 25];>> p = polyfit(x,y,2);>> p =1.0000 0.5000 0.0000调用polyfit函数后,得到的结果是一个长度为n+1的系数向量(上例中为[1 0.5 0]),即最小二乘法拟合多项式的系数,即多项式曲线为:f (x) = 1.00 + 0.50*x + 0.00*x2以上说明了在Matlab中使用最小二乘法拟合多项式系数的步骤及其实现方法。
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最小二乘法拟合
在科学实验的统计方法研究中,往往要从一组实验数据中寻找出自变量x 和因变量y之间的函数关系y=f(x) 。
由于观测数据往往不够准确,因此并
不要求y=f(x)经过所有的点,而只要求在给定点上误差
按照某种标准达到最小,通常采用欧氏范数作为误差量度的标准。
这就是所谓的最小二乘法。
在MATLAB中实现最小二乘法拟合通常采用polyfit函数进行。
函数polyfit是指用一个多项式函数来对已知数据进行拟合,我们以下列数据为例介绍这个函数的用法:
>> x=0:0.1:1;
>> y=[ -0.447 1.978 3.28 6.16 7.08 7.34 7.66 9.56 9.48 9.30 11.2 ]
为了使用polyfit,首先必须指定我们希望以多少阶多项式对以上数据进行拟合,如果我们指定一阶多项式,结果为线性近似,通常称为线性回归。
我们选择二阶多项式进行拟合。
>> P= polyfit (x, y, 2)
P=
-9.8108 20.1293 -0.0317
函数返回的是一个多项式系数的行向量,写成多项式形式为:
为了比较拟合结果,我们绘制两者的图形:
>> xi=linspace (0, 1, 100); %绘图的X-轴数据。
>> Z=polyval (p, xi); %得到多项式在数据点处的值。
当然,我们也可以选择更高幂次的多项式进行拟合,如10阶:
>> p=polyfit (x, y, 10);
>> xi=linspace (0, 1,100);
>> z=ployval (p, xi);
读者可以上机绘图进行比较,曲线在数据点附近更加接近数据点的测量值了,但从整体上来说,曲线波动比较大,并不一定适合实际使用的需要,所以在进行高阶曲线拟合时,“越高越好”的观点不一定对的。