如何利用EXCEL进行线性插值

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第8讲 excel 插值与拟合

第8讲 excel 插值与拟合

整理得到拟合曲线满足的方程:
m m m a ( xi )b yi i 1 i 1 m m m 2 ( xi ) a ( xi )b xi yi i 1 i 1 i 1
该方程可用消元法或克莱姆方法解出方程
a
xi yi
i 1 m m i 1 i 1
2 i 1 i 1 m m
50
0.0121 t 拟合得到直线方程为: p 0.30324
相关系数R为0.97296,平均绝对偏差SD为0.0707。
拟合的标准
m i 1
—— 实例
如果采用二次拟合,通过计算下述均 方误差
Q(a0 , a1 , a2 ) ( p(ti ) pi ) 2 (a0 a1ti a2ti2 pi ) 2
y ( x) y1 y0 ( x x0 ) y0 x1 x0
y=? y
并求取在该点的函数值。
y0
x0
x
x1
x
例题
用函数y=ex生成以下离散数据,请使 用插值的方法计算x=[2.55 2.63 2.77 2.86] 处的函数值。
x y 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9
12.1825 13.4637 14.8797 16.4446 18.1741
i 1
m
1.0
0.8
拟合得二次方程为
压力 , P(MPa)
p 0.24845 0.00957 t 0.00015 t2
相关系数R为0.99972,平均绝对偏差SD为 0.00815,具体拟合曲线见图1-4。 比较图1-3和图1-4以及各自的相关系 数和平均绝对偏差可知,对于DME饱和蒸气 压和温度之间的关系,用二次曲线拟合优 于线性拟合。具体的计算方法及编程在下 一节里介绍。

如何用EXCEL做数据线性拟合和回归分析

如何用EXCEL做数据线性拟合和回归分析

如何用EXCEL做数据线性拟合和回归分析使用Excel进行数据线性拟合和回归分析的过程如下:一、数据准备:1. 打开Excel,并将数据输入到一个工作簿中的其中一列或行中。

2.确保数据已经按照自变量(X)和因变量(Y)的顺序排列。

二、线性拟合:1. 在Excel中选择一个空白单元格,键入“=LINEST(Y数据范围,X数据范围,TRUE,TRUE)”。

-Y数据范围是因变量的数据范围。

-X数据范围是自变量的数据范围。

-最后两个参数设置为TRUE表示计算截距和斜率。

2. 按下“Ctrl +Shift + Enter”键以在该单元格中输入数组公式。

3. Excel将返回一列值,其中包括线性回归方程的系数和其他有关回归模型的统计信息。

-第一个值为截距项。

-第二个值为斜率项。

三、回归分析:1. 在Excel中选择一个空白单元格,键入“=LINEST(Y数据范围,X数据范围,TRUE,TRUE)”。

2. 按下“Ctrl + Shift + Enter”键以在该单元格中输入数组公式。

3. Excel将返回一列值,其中包括线性回归方程的系数和其他有关回归模型的统计信息。

-第一个值为截距项。

-第二个值为斜率项。

-第三个值为相关系数(R^2)。

-第四个值为标准误差。

四、数据可视化:1.选中自变量(X)和因变量(Y)的数据范围。

2.点击“插入”选项卡中的“散点图”图表类型。

3.选择一个散点图类型并插入到工作表中。

4.可以添加趋势线和方程式以可视化线性拟合结果。

-右键单击散点图上的一个数据点,选择“添加趋势线”。

-在弹出的对话框中选择线性趋势线类型。

-勾选“显示方程式”和“显示R^2值”选项以显示线性回归方程和相关系数。

五、解读结果:1.截距项表示在自变量为0时,因变量的预测值。

2.斜率项表示因变量随着自变量变化而变化的速率。

3.相关系数(R^2)表示自变量对因变量的解释力,范围从0到1,越接近1表示拟合的越好。

4.标准误差表示拟合线与实际数据之间的平均误差。

excel插值法函数公式

excel插值法函数公式

excel插值法函数公式
在Excel中,可以使用插值法函数来预测或估计两个已知数值之间的未知数值。

Excel中常用的插值法函数包括线性插值和多项式插值。

1. 线性插值函数:
假设要在已知的数据点之间进行线性插值,可以使用以下公式:
=FORECAST(x, known_y's, known_x's)。

其中,x为要预测的x值,known_y's为已知的y值数组,known_x's为已知的x值数组。

这个函数会根据已知的数据点进行线性插值,预测x对应的y值。

2. 多项式插值函数:
如果需要进行更复杂的插值,可以使用Excel的多项式插值函数,如趋势函数:
=TREND(known_y's, known_x's, new_x's, [const])。

其中,known_y's和known_x's同样为已知的y值和x值数组,new_x's为要预测的新x值数组,[const]为可选参数,用于指定是否强制通过原点。

这些插值法函数可以帮助你在Excel中进行数据的插值预测,但需要注意的是,插值法只能在已知数据点之间进行预测,对于超出已知范围的预测可能不准确。

另外,在使用插值法时,也需要注意数据的合理性和准确性,以避免产生误导性的预测结果。

Excel应用大全如何计算插值?

Excel应用大全如何计算插值?

Excel应用大全如何计算插值?SIMPLE HEADLINE插值法又称“内插法”,主要包括线性插值、抛物线插值和拉格朗日插值等。

其中的线性插值法是指使用连接两个已知量的直线,来确定在这两个已知量之间的一个未知量的值。

相当于已知坐标(x0, y0)与(x1, y1),要得到 x0 至 x1 区间内某一位置 x 在直线上的值,如图 5-51 所示。

Excel 中的 TREND 函数和FORECAST 函数都可以完成简单的线性插值计算。

图5-51线性插值法图示简单的插值计算简单的插值计算示例5-35线性插值法计算电阻值图5-52 所示,是某物体在不同温度下测得的电阻值,需要使用插值法预测在某个指定温度时的电阻值。

E2 单元格输入以下公式,计算结果为21.0562。

=TREND(B2:B5,A2:A5,D2) TREND 函数的作用是根据已知x 序列的值和y 序列的值,构造线性回归直线方程,然后根据构造好的直线方程,计算x 值序列对应的y 值序列。

函数语法为:TREND(known_y's,[known_x's],[new_x's],[const]) 第一参数指定已知关系y=mx+b 中的y 值集合。

第二参数指定已知关系y=mx+b 中的 x 值集合。

第三参数指定需要函数 TREND 返回对应 y 值的新 x 值。

第四参数是一个逻辑值,如果为 TRUE 或省略,b 将按正常计算。

如果为 FALSE,b 将被设为 0(零)。

图5-52插值法计算电阻值本例中,TREND 函数的 y 值集合为 B2:B5 单元格区域的电阻值,x 值集合为 A2:A5 单元格区域中的温度值,新 x 值为 D2 单元格中的温度值。

TREND 函数省略第四参数,最终以线性插值法计算出温度为-194 度时对应的电阻值。

使用以下公式也可实现相同的计算。

=FORECAST(D2,B2:B5,A2:A5) FORECAST 函数的作用是根据现有的x 值和 y 值,根据给定的 x 值通过线性回归来预测新的 y 值。

(完整版)第8讲excel插值与拟合

(完整版)第8讲excel插值与拟合

使用Excel求解
1.1.2 二次插值
线性插值并不 y
一定总是能够
满足精度要求。
y2 y1
y=?
y0
x0
x1
x2
x
二次插值方法
已知数据点x0,y0,x1,y1,x2,y2 (x0<x1<x2),求在x处 (x0<x<x1)相应的y值。
解法:由x0,y0,x1,y1 ,x2,y2构造二次曲线,并求取在x 点的函数值。
x
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
y
12.1825 13.4637 14.8797 16.4446 18.1741
使用Excel求解
一次、二次插值结果比较
15
14.5
y=exp(x)
一次插值
14
二次插值
13.5
13
12.5
12
2.5
2.55
2.6
2.65
2.7
2.75
1.1.3 插值方法评价
插值方法广泛应用于查表,对于表格中没有的 数据可以考虑外推。
一般的,外推的准确性较内插差。
线性插值是最常用的插值方法,可以满足大多 数工程要求。
二、拟合与参数估值
2.2.1 介绍
图1-1 含有噪声的数据
200
150
Y Y
在化工设计及化工模拟计算中,需要大100
量的物性参数及各种设备参数。这些参数有50
些可以通过计算得到,但大量的参数还是要
通过实验测量得到。实验测量得到的常常是0
2.2.2 拟合的标准
前面已经提到按Q与Y之间误差最小原则作为“最优”标准构造的逼近 函数,称为拟合函数,而向量Q与Y之间的误差或距离有各种不同的定义方 法,一般有以下几种。

Excel中用公式实现表格二维数值插值的操作方法

Excel中用公式实现表格二维数值插值的操作方法

Excel中用公式实现表格二维数值插值的操作方法进行了只有一个方向数据是数值型的数据检索时的插值方法,如何对两个方向均为插值的情况进行分析。

今天,店铺就教大家在Excel 中用公式实现表格二维数值插值的操作方法。

Excel中用公式实现表格二维数值插值的操作步骤如下:源数据表如下。

检索要求:根据温度厚度检索有关数据并进行双向插值。

思路:首先要获取有关的四个数据(红圈内)及相应的X,Y对应的四个数据,然后进行插值计算。

X方向索引位置:=MATCH(B1,Sheet1!B2:I2,1),Y方向索引位置:=MATCH(B2,Sheet1!A3:A12,1)。

对应的轴数值,X1,=INDEX(Sheet1!B2:I2,B4),X2,=INDEX(Sheet1!B2:I2,B4+1),Y1,=INDEX(Sheet1!A3:A13,B7),Y2,=INDEX(Sheet1!A3:A13,B7+1)。

对应数据,D11,=INDEX(Sheet1!B3:I11,B7,B4),D12,=INDEX(Sheet1!B3:I11,B7+1,B4),D21,=INDEX(Sheet1!B3:I11,B7,B4+1),D22,=INDEX(Sheet1!B3:I11,B7+1,B4+1)。

X方向插值计算,y插1:=(B2-B8)/(B9-B8)*(B11-B10)+B10,y插2:=(B2-B8)/(B9-B8)*(B13-B12)++B12,最终值:=(B1-B5)/(B6-B5)*(B15-B14)+B14。

Excel表格中利用Excel中用公式实现表格二维数值插值的操作。

Excel中用IF函数实现分段线性差值(基础)

Excel中用IF函数实现分段线性差值(基础)

Excel中用IF函数实现分段线性差值首先需要掌握IF函数的用法。

例:判别考试成绩是否及格。

60分以上及格,60分以下不及格。

输入IF函数如下:=IF(A2<60,"不及格","及格")回车即可得到计算结果下拉单元格复制公式即可得到所有成绩计算结果:总结IF语句:=IF(A2<60,"不及格","及格")如果成绩满足<60,出现“不及格”字样,如果成绩不满足<60,出现“及格”字样。

然后介绍差值程序构造:假设已知的温度和膨胀系数如下:需要求某一温度Tx下的膨胀系数Cy。

这里首先需要用到IF函数判断温度Tx处于哪个区间,其逻辑判断如下:(1)如果温度Tx<0,那么膨胀系数Cy为0.5;(2)如果0<温度Tx<30,那么膨胀系数Cy在0.5到1.5之间差值;(3)如果30<温度Tx,那么膨胀系数Cy为1.5。

根据上述逻辑关系,用IF函数实现算法。

将第(1)句翻译成程序语句:=IF(A2<0,0.5,?)?代表A2>=0的情况,即第(2)(3)句描述的情况。

将第(2)句翻译成程序语句:IF(A2<30,” 0.5到1.5之间差值”,??)??代表A2>=30的情况,即第(3)句描述的情况,即?? = 1.5。

因此,第(2)句的程序语句变为IF(A2<30,”0.5到1.5之间差值”,1.5)再代入第(1)句的程序语句:=IF(A2<0,0.5,IF(A2<30,” 0.5到1.5之间差值”,1.5))式中的”0.5到1.5之间差值”,数学表达式如下:Cy = (1.5-0.5)/(30-0)*(Tx-0)+0.5因此,最终程序变为:=IF(A2<0,0.5,IF(A2<30, (1.5-0.5)/(30-0)*(A2-0)+0.5,1.5))下拉看所有结果如果有多个区间进行分段插值,按照上述类似步骤操作即可。

Excel怎么线性插值?函数找到了

Excel怎么线性插值?函数找到了

Excel怎么线性插值?函数找到了
下图为销量和利润关系表,要求计算当销售为80时,利润是多少?
分析:
1、此题其实是线形插值的问题。

在excel中实现线预测的函数是
TREND(X值,Y值,样本值)
注:X值是预测结果所对应的列,如本例是预测利润,那么X值就是C列的利润;而Y值则是样本值所对应的列,如本列中数量80对应的是B列。

2、为了更准确的预测,我们把范围减少到2行。

如本题中样本数量为80,那么就设置公式在A列用MATCH查找比80小且最接近值的行数
=MATCH(F2,B:B)
然后用OFFSET函数取得以查找的位置为起点的2行1列区域作为X值和Y值
X值:OFFSET(C1,MATCH(F2,B:B)-1,0,2,1)
Y值:OFFSET(B1,MATCH(F2,B:B)-1,0,2,1)
最终公式:
=TREND(OFFSET(C1,MATCH(F2,B:B)-
1,0,2,1),OFFSET(B1,MATCH(F2,B:B)-1,0,2,1),F2)。

excel 拉格朗日插值公式 ilint

excel 拉格朗日插值公式 ilint

excel拉格朗日插值公式ilint 在Excel中使用拉格朗日插值公式ilint进行数据插值是一种常见的方法,可以通过这种方法来估算未知数据点的值。

拉格朗日插值是一种多项式插值方法,利用已知数据点的函数值来构造一个多项式,通过插值计算出其他点的值。

在Excel中,我们可以通过逐步计算插值多项式的方式来实现拉格朗日插值。

首先,我们需要准备已知的数据点,通常包括自变量和因变量。

然后,我们可以通过以下步骤来计算插值多项式:
1.计算拉格朗日插值基函数
在Excel中,我们可以通过编写公式来计算拉格朗日插值基函数。

基函数的公式为:
L(x)=∏(x-xi)/∏(xi-xj),其中i≠j
2.计算插值多项式的系数
根据已知数据点和基函数,我们可以计算出插值多项式的系数。

系数的计算需要将基函数代入多项式的形式,然后利用线性代数的方法解方程组得到。

3.插值计算
通过插值多项式的系数,我们可以得到未知数据点的估算值,从而完成数据的插值计算。

在Excel中,我们可以通过使用函数和公式的方式来实现拉格朗日插值计算,这样可以节省时间并提高工作效率。

同时,也可以通过插值结果来进行数据分析和预测,帮助我们更好地了解数据之间的关系。

总的来说,Excel中的拉格朗日插值方法可以帮助我们方便、快速地进行数据插值计算,是一种实用的数据分析工具。

如果我们掌握了这种方法,就能更好地应对数据处理和分析的挑战,提高工作效率和准确性。

希望以上内容能对你有所帮助。

excel中interpolated

excel中interpolated

excel中interpolatedInterpolated在Excel中是一个常见的标题,它指的是使用插值方法在数据集中填充缺失的数值。

在数据分析和处理中,插值是一种常用的技术,它可以通过已有的数据点,推断出缺失数据点的值。

本文将介绍插值的原理、常见的插值方法以及在Excel中如何进行插值操作。

一、插值的原理插值是一种通过已知数据点,推断出未知数据点的方法。

在现实世界中,数据往往不是完整的,可能会存在缺失值或者不连续的部分。

插值方法可以通过已有数据的特征,推断出缺失数据的近似值,以便进行后续的分析和处理。

二、常见的插值方法在插值中,有许多不同的方法可以使用,下面将介绍一些常见的插值方法。

1. 线性插值线性插值是最简单的插值方法之一。

它假设数据点之间的关系是线性的,根据已知数据点的斜率和截距,推断出缺失数据点的值。

线性插值在数据点较为连续且变化平缓的情况下效果较好。

2. 拉格朗日插值拉格朗日插值是一种多项式插值方法,它假设数据点之间的关系可以用一个多项式函数来描述。

通过已知数据点的函数表达式,可以推断出缺失数据点的值。

拉格朗日插值适用于数据点较少且变化较大的情况。

3. 样条插值样条插值是一种平滑插值方法,它假设数据点之间的关系可以用多个局部的多项式函数来描述。

通过已知数据点的局部函数表达式,可以推断出缺失数据点的值。

样条插值在数据点变化较大且存在噪声的情况下效果较好。

三、在Excel中进行插值操作Excel提供了几种插值方法,可以方便地进行数据插值操作。

下面将介绍在Excel中常用的插值函数和操作步骤。

1. LINEST函数LINEST函数是Excel中的一个数组函数,可以用于进行线性插值操作。

通过输入已知数据点的x坐标和y坐标,以及需要插值的x坐标,可以得到对应的y坐标值。

2. FORECAST函数FORECAST函数是Excel中的一个预测函数,可以用于进行线性插值操作。

通过输入已知数据点的x坐标和y坐标,以及需要插值的x 坐标,可以得到对应的y坐标值。

第8讲 excel 插值与拟合

第8讲 excel 插值与拟合

例题
用函数y=ex生成以下离散数据,请使 用插值的方法计算x=[2.55 2.63 2.77 2.86] 处的函数值。
x y 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9
12.1825 13.4637 14.8797 16.4446 18.1741
使用Excel求解
一次、二次插值结果比较
15 14.5 y=exp(x) 一次插值 二次插值
i 1
m
1.0
0.8
拟合得二次方程为
压力 , P(MPa)
p 0.24845 0.00957 t 0.00015 t2
相关系数R为0.99972,平均绝对偏差SD为 0.00815,具体拟合曲线见图1-4。 比较图1-3和图1-4以及各自的相关系 数和平均绝对偏差可知,对于DME饱和蒸气 压和温度之间的关系,用二次曲线拟合优 于线性拟合。具体的计算方法及编程在下 一节里介绍。
0.2 0.6 0.8
p
0.4
0.495
由表1-2的数据观测可得,DME 的饱和蒸气压和温度有正相关关系, 0.0 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 如果以函数p=a+bt来拟合,则拟合函 t 数是一条直线。通过计算均方误差Q ( a , b )最小值而确定直线方程。
Q(a, b) ( p(ti ) pi ) (a bti pi ) 2
Q(a, b) ( p( xi ) yi ) 2 (a bxi yi ) 2
i 1 i 1 m m
由数学知识可知,Q (a , b)的极小值需满足:
m Q(a, b) 2 (a bxi yi ) 0 a i 1 m Q(a, b) 2 (a bxi yi ) xi 0 b i 1

线性插值excel公式

线性插值excel公式

线性插值excel公式Excel是微软公司推出的一款优秀的数据处理软件。

使用Excel 可以方便地分析数据、构建数据模型及实现复杂的计算,从而帮助用户快速得出结果。

Excel中的线性插值公式是一类十分有用的公式,常用于获取未知的数据,估算如价格、汇率和利率等财务数值。

线性插值公式是一种用于估算介于已知值之间的值的简单算法。

本文将介绍如何在Excel中使用这种计算方法来得出结果。

首先,你需要输入已知值,并在Excel中建立相关数据表格。

假设已知的数据是x=1,2,3,y=2,3,4,则可以设置如下表格:xtyt1t2t2t3t3t4接下来,你可以使用一下线性插值公式:给定x1,y1和x2,y2两个点,y1,y2分别是x1,x2处函数f(x)的值,则在x1与x2之间插值f(x)的值可以表示为:f(x)=(y2-y1)/(x2-x1)*(x-x1)+y1;简单地说,给定两个点和其处函数的值,可以使用该公式来计算介于这两个点之间的任何值。

在Excel中使用线性插值公式也是非常简单的。

假设要估算x=2.5时的y值,则可以通过下面的Excel公式来获得:=SLOPE(y1:y3,x1:x3)*(A3-A2)+B2在上面的公式中,A2:A3表示已知点的x坐标,B2:B3表示其处函数f(x)的值,SLOPE函数是Excel自带的一个函数,用于计算两点间斜率。

通过上面的公式,就可以得出x=2.5时函数f(x)的值为3.5。

线性插值公式的优点之一是灵活性高。

在实际运用中,可以使用该公式针对任何已知值进行插值计算,即使在有大量数据的情况,也可以得出准确的结果。

此外,线性插值公式还可以用于绘制图形,从而更有利于对数据进行分析与观察。

借助Excel,你可以很容易地将上述表格构建成折线图,从而获得具体的数据变化状态,并分析变化规律。

总之,线性插值公式是一种非常有效的数据处理工具,可以不仅方便构建数据模型,还可以作为画图的工具,从而更好地观察数据的变化规律。

线性插值excel公式

线性插值excel公式

线性插值excel公式Linear Interpolation: Unlock the Power of Excel to Accurately Predict Trends and Values.Excel线性插值是用来填充缺失数据的一种有效方法。

它可以帮助填补数据表中缺少的数据点,使报表更有条理。

本文将介绍如何使用Excel线性插值来实现相同的功能。

一、什么是线性插值?线性插值是一种统计技术,它可以用于填充缺失数据,以及拟合数据函数和模型。

它是基于线性回归算法,使用已知的几个数据点来预测一组未知数据点的值。

换句话说,线性插值可以在任何放置未知数据的时候,根据已知的几个数据点来确定每个未知点的值。

二、怎样在Excel中使用线性插值?1. 首先,打开一个新的Excel文档,在Excel的第一行放置需要填充的数据。

2. 然后,在Excel的右边列中放置你要插入的数据。

(你可以在你想要填充的那个单元格里输入公式,如=SLOPE(&Y1:Y2;X1:X2))3. 按照你计算出的线性插值公式,把数据填入对应的位置,每一个未知数据值都可以用一个插值公式计算出来。

三、怎样使用线性插值来精确填充缺失数据?1. 首先,选择一个Excel文件来存储你的数据,确认你的线性插值范围。

每一列的第一行单元格要放置你的线性插值变量值。

2. 然后,需要使用线性插值函数SLOPE(&Y1:Y2;X1:X2),该函数可以计算出未知数据值。

3. 接下来,在未知数据点处使用SLOPE函数,只需要输入起始位置和End位置,即可得到插值的结果。

4. 最后,在你的Excel表格中,使用线性插值公式填充缺失数据。

这个方法不但可以准确的填充数据,而且可以根据SLOPE函数的参数得到更精确的填充结果。

综上所述,使用Excel的线性插值可以满足更多用户的需求,提供较为精确的填充方案,帮助用户建立更精确的报表模型。

如何利用EXCEL进行线性插值

如何利用EXCEL进行线性插值

如何利用EXCEL进行线性插值线性插值是一种广泛应用在数据处理和数据分析中的插值方法,它通过已知数据点所形成的直线来估算未知数据点的值。

Excel作为一种强大的数据处理工具,提供了多种方法和函数来进行线性插值。

下面将介绍如何在Excel中进行线性插值的步骤:1. 准备数据:首先,需要在Excel中准备一组已知数据点,包括独立变量和因变量。

对于线性插值,至少需要两个已知的数据点。

例如,在A列中输入独立变量的数值,在B列中输入对应的因变量的数值。

2.绘制散点图:选中已知数据点的范围,点击【插入】选项卡中的【散点图】按钮,在弹出的散点图中选择合适的样式。

3.添加趋势线:在散点图上右击已知数据点,选择【添加趋势线】。

在弹出的对话框中,选择【线性】选项,并勾选【显示方程式】和【显示R²值】,然后点击【关闭】。

4.估计未知数据点:根据绘制的趋势线,可以通过方程式估算出未知数据点的值。

例如,在C列中输入需要估算的独立变量的数值,在D列中使用已知数据点的线性方程式对应公式来计算估算值。

公式可以通过在单元格中输入"=斜率*独立变量数值+截距"来实现。

5.绘制插值曲线:选择已知数据点和估计的未知数据点的范围,点击【插入】选项卡中的【散点图】按钮,在弹出的散点图中选择合适的样式。

6.优化插值曲线:可以通过右击插值曲线,选择【添加趋势线】,并根据需要选择合适的趋势线类型,如多项式趋势线。

7.优化插值参数:根据实际情况,可以进行插值参数的优化。

例如,可以选择其他插值方法,如二次插值或样条插值。

此外,还可以通过调整已知数据点的数量和分布来提高插值的准确性。

8.验证插值结果:可以将估算的未知数据点与实际观测值进行比较,以验证插值的准确性。

例如,在E列中输入实际观测值,在F列中计算估算值与实际观测值之间的差值,可以使用公式"=估算值-实际观测值"来计算。

通过比较差值的大小和趋势,可以评估插值的准确性。

线性插值法excel公式

线性插值法excel公式

线性插值法excel公式线性插值法是一种在已知几个离散点的渐变变量的值的情况下,在其他离散点中插值出明确的函数关系式,计算其他离散点渐变变量值的简便方法。

线性插值法可以有效地解决离散点间的渐变变量值,使得非线性的变量可以线性地被表示出来。

线性插值法可以使用 Excel式实现,这是一种非常方便的计算插值结果的方法。

在 Excel 中,可以使用 IFERROR数来判断插值是否成功,AVGIF SUMIF数可以用来计算插值点之间的线性关系,LINEAR 数可以进一步建立插值函数,以及其他类似的函数可以用来求解线性插值问题。

首先,要明确线性插值本身的定义,简单说,线性插值是一种把连续函数中的离散点表达出来,用函数体现出离散点间线性关系的过程。

线性插值的基本原理是,在每两个离散点之间构建一条线段,然后在每条线段上,这两个离散点的值是相同的,然后在线段上的任意位置的离散点的值,都是线段两点之间的插值。

要利用 Excel式实现线性插值,需要处理两类问题:如何在离散点之间构建线段,以及如何实现插值。

针对第一个问题,其核心就是如何求解所有离散点的插值函数,而且这些插值函数的系数都是相同的,只有常数不同,如果因变量仅有两个,一般可以直接使用普通的线性回归求解。

另外,在求解插值函数时,还可以使用 Excel LINEAR数,该函数的格式如下:=LINEAR(X,Y values,known_x’s)其中,X用来求插值的偏移量,Y values要求插值点的变量,known_x’s已知插值点的偏移量。

解决第二个问题,Excel 中的 IFERROR数很实用。

在 Excel 中,该函数的格式如下:=IFERROR(value,value_if_error)其中,value 为要检查的公式,value_if_error以是假设的值,也可以是错误值。

如果 value值不是#N/A,那么就可以用来插值,否则就可以使用 value_if_error行计算。

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如何利用EXCEL进行线性插值
EXCEL表格使用中,我们常常会遇到线性插值的问题,其中,比较有代表性的就是在水温密度和比容的取值方面。

以下内容就以水温的密度和比容来说明如何利用EXCEL进行线性插值。

上图是水温密度和比容的取值计算的excel计算的截图,其中红色部分为输入的温度值,蓝色部分为计算的结果,具体的计算公式及说明见下表
计算公式 说明
温度 25 -/- 输入温度值
温度范围(下限) 20 =INDEX(A2:A12,MATCH(H2,A2:A12,1)) 找到输入的温度值的计算范围(下限)
温度范围(上限) 30 =INDEX(A2:A12,MATCH(H2,A2:A12,1)+1) 找到输入的温度值的计算范围(上限)
温度范围(下限)对应的密度 998.2 =INDEX(B2:B12,MATCH(H2,A2:A12,1)) / 温度范围(上限)对应的密度 995.7 =INDEX(B2:B12,MATCH(H2,A2:A12,1)+1) / 温度范围(下限)对应的比容 4.183 =INDEX(C2:C12,MATCH(H2,A2:A12,1)) / 温度范围(上限)对应的比容 4.174 =INDEX(C2:C12,MATCH(H2,A2:A12,1)+1) /
密度 996.95 =TREND(H5:H6,H3:H4,H2) 通过线性拟合函数求解密度
比容 4.1785 =TREND(H7:H8,H3:H4,H2) 通过线性拟合函数求解比容
相关的excel函数说明如下:
(1)INDEX函数
函数名称:INDEX
主要功能:返回列表或数组中的元素值,此元素由行序号和列序号的索引值进行确定。

使用格式:INDEX(array,row_num,column_num)
参数说明:Array代表单元格区域或数组常量;Row_num表示指定的行序号(如果省略row_num,则必须有 column_num);Column_num表示指定的列序号(如果省略column_num,则必须有 row_num)。

应用举例:如图3所示,在F8单元格中输入公式:=INDEX(A1:D11,4,3),确认后则显示出A1至D11单元格区域中,第4行和第3列交叉处的单元格(即C4)中的内容。

特别提醒:此处的行序号参数(row_num)和列序号参数(column_num)是相对于所引用的单元格区域而言的,不是Excel工作表中的行或列序号。

(2)MATCH函数
函数名称:MATCH
主要功能:返回在指定方式下与指定数值匹配的数组中元素的相应位置。

使用格式:MATCH(lookup_value,lookup_array,match_type)
参数说明:Lookup_value代表需要在数据表中查找的数值;
Lookup_array表示可能包含所要查找的数值的连续单元格区域;
Match_type表示查找方式的值(-1、0或1)。

¡如果match_type为-1,查找大于或等于 lookup_value的最小数值,Lookup_array 必须按降序排列;
¡如果match_type为1,查找小于或等于 lookup_value 的最大数值,Lookup_array 必须按升序排列;
¡如果match_type为0,查找等于lookup_value 的第一个数值,Lookup_array 可以按任何顺序排列;如果省略match_type,则默认为1。

应用举例:如图4所示,在F2单元格中输入公式:=MATCH(E2,B1:B11,0),确认后则返回查找的结果“9”。

特别提醒:Lookup_array只能为一列或一行。

(3)TREND 函数
说明:返回一条线性回归拟合线的值。

即找到适合已知数组 known_y's 和 known_x's 的直线(用最小二乘法),并返回指定数组 new_x's 在直线上对应的 y 值。

语法:
TREND(known_y's, [known_x's], [new_x's], [const])
TREND 函数语法具有下列参数 (参数:为操作、事件、方法、属性、函数或过程提供信息的值。

):
Known_y's 必需。

关系表达式 y = mx + b 中已知的 y 值集合。

¡如果数组 known_y's 在单独一列中,则 known_x's 的每一列被视为一个独立的变量。

¡如果数组 known_y's 在单独一行中,则 known_x's 的每一行被视为一个独立的变量。

Known_x's 必需。

关系表达式 y = mx + b 中已知的可选 x 值集合。

数组 known_x's 可以包含一组或多组变量。

如果仅使用一个变量,那么只要 known_x's 和 known_y's 具有相同的维数,则它们可以是任何形状的区域。

如果用到多个变量,则 known_y's 必须为向量(即必须为一行或一列)。

如果省略 known_x's,则假设该数组为 {1,2,3,...},其大小与 known_y's 相同。

New_x's 必需。

需要函数 TREND 返回对应 y 值的新 x 值。

New_x's 与 known_x's 一样,对每个自变量必须包括单独的一列(或一行)。

因此,如果 known_y's 是单列的,known_x's 和 new_x's 应该有同样的列数。

如果 known_y's 是单行的,known_x's 和 new_x's 应该有同样的行数。

¡如果省略 new_x's,将假设它和 known_x's 一样。

¡如果 known_x's 和 new_x's 都省略,将假设它们为数组 {1,2,3,...},大小与 known_y's 相同。

Const 可选。

一个逻辑值,用于指定是否将常量 b 强制设为 0。

¡如果 const 为 TRUE 或省略,b 将按正常计算。

¡如果 const 为 FALSE,b 将被设为 0(零),m 将被调整以使 y = mx。

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