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这是一个 MATLAB 脚本,用于进行最小二乘法拟合。脚本首先要求用户输入已知点的 x 和 y 坐标,然后输入拟合的多项式次数 n。脚本使用最小二乘法拟合数据,并绘制了原始数据点和拟合曲线的图表。以下是对代码的主要部分的解释:
' K; P3 i0 ~- |function fp = fitpt()* R# T/ M* J& v/ n
% 最小二乘+ u$ @& a! A2 K' {6 t9 A5 u
% 基取 {1, x, ...}
( C: i( w; K- _3 ]( y4 u % fitpt.m
) z. @4 o# ~" c) s' D7 D
5 n x* \7 g$ i" c- c( l( e % 默认算例为课本:P65,例3.2( f" E3 H8 [$ p% g5 Z
% x = [0,1,2,3,4,5,6,7]$ w* V% o, N+ F4 R. \4 Z" ~" U1 P
% y = [3.95,6.82,9.78,12.91,15.74,19.26,21.73,24.07]
F0 @6 O7 t7 @: K5 ?' |( W8 X4 P % 结果:P(x) = 4.005 + 2.936x 平方误差=0.6162
" H% ]% y5 ^: l0 Z T8 y
+ b6 y6 e! j+ U# H4 ~# S8 ~6 |" s % MatLab函数:polyfit(x, y, n)) B q* ]+ L2 U7 {0 c; h
( e0 n# s+ F2 D3 F s = input('<最小二乘>\n输入已知点的x坐标:(回车表示[0,1,2,3,4,5,6,7])\n', 's');# ^3 Y' X9 I. m
if isempty(s)
/ g* G: r7 ?! u2 k$ {) J s = '[0,1,2,3,4,5,6,7]';: U, v& m$ D3 _- z. Y" h8 B* {
else6 Q0 J5 z" D: t8 b7 ~9 d
if (s(1) ~= '[')1 t% H( Y7 [5 [% V& b
s = strcat('[', s);
- d7 f3 t5 w( ~+ Z, M s = strcat(s, ']');! ]: q' u: d! W: L. L% p# v+ X
end
) E2 W; x( ?% |( \; @5 V' @ C4 Q end8 u# y, E. d0 f. R) V
x = sym(s);
! q4 ?2 Q3 \ _5 z/ [6 a, g* u8 h7 l2 c5 P5 H' ]0 A
s = input('输入已知点的y坐标:(回车表示[3.95,6.82,9.78,12.91,15.74,19.26,21.73,24.07])\n', 's');
' N" }4 ~. x6 i0 m& E4 e if isempty(s)
5 y) `* ^1 x b7 [& o& H5 l s = '[3.95,6.82,9.78,12.91,15.74,19.26,21.73,24.07]';
: w- X( f% x! O else+ i) X& j) H( b* v- l& j) R7 b
if (s(1) ~= '[')- a6 N8 ]/ m' d3 {
s = strcat('[', s);
1 a# A2 p& X) ^ s = strcat(s, ']');
3 \6 I2 A( f) M8 [0 v+ N" j& [8 s end* T- \, ^1 j& a$ A! k2 L
end" m* S) r3 b* Y, `9 l0 m
y = sym(s);
f9 a9 }2 ?. i3 G5 N sz = size(x);
. C& h, N" T3 X, A sz = sz(2);. D/ c" m& o0 e( h( W' k
n = input('输入多项式次数n:');# c2 B2 y4 t+ t1 f3 s/ Z
if (n + 1 > sz)
6 H- h8 u% C- T% x n = input('多项式次数需要小于已知点个数,请重新输入n:');
( n s1 O8 W, a: I; J end3 j$ F8 O* ` K( i. E8 Z; n& P4 ?2 Z
if (n + 1 > sz)6 ~, K- w7 W4 H* N- G0 N
error('多项式次数不能小于已知点个数!');; Y# O2 a- M E' o% F$ A8 p8 N- o
end
! ?9 |* [0 Z! Z) Q4 k8 @9 C% G fp = s_fitpt_p(x, y, n);( r& [# w1 [6 I/ ^' j
7 v2 L# _2 k! W6 M! p6 ~( G4 j
% 绘制原始数据点和拟合曲线
2 J- B2 ?$ m( b8 H2 u plot(double(x), double(y), 'r*')9 }7 Z N7 ^7 K, X/ U" W+ F9 e
hold on4 k; j$ g: e; G' ^: ~6 W, I% ^7 V
a = double(x(1));
' K# ]; F6 d1 E6 R3 v5 U$ T b = double(x(sz));/ _) G7 ?) [" y$ O" P
x = a:abs(b - 1)/100:b;! f2 _1 L2 p; }* T; n; ]
y = subs(fp, x);8 N1 D/ g* k% y6 X& Q
plot(x, y)4 v. T! z* w! |% U( p) C3 F
end
4 e+ \/ X( T6 h# _2 j
* Y7 X6 z' Y- I, f& e, Z' a* ~%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1 ]7 W0 F" M. V; w' Y3 Z q$ @' v
. T! Y' u$ @8 c# Y# q8 W- h7 ofunction f = s_fitpt_p(x, y, n)
+ D: h, Z8 S* G6 q % 用 n 次多项式实现的最小二乘法
+ n7 l- b a1 T I3 v0 ~7 Z1 N. @! {: M" D; E7 |
sz = size(x);5 B8 \+ z5 I) m! G
sz = sz(2);& r' v2 W8 v, J; |1 X
A = zeros(sz, n + 1);
+ p* j1 `( Q2 P$ f% q0 U v = vh(n);
% X3 q9 y0 @ q) }+ }6 A- } for i = 1:sz: G& g2 A5 f% t p% j
A(i, = subs(v, double(x(i)));0 J L3 C" p! @& F
end
4 _# H1 @) S/ k6 F f = linsolve(A' * A, A' * y');: V6 t! h" U/ T3 g0 Y
f = vpa(f, 4);- r. ^6 `- K' [; m
f = v * f;
& j, r2 u5 M T( I- f& g8 s4 [4 V: wend
0 h2 s7 N$ m: e( ]/ k/ w3 s0 S6 K" c$ H# u; S7 O U
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
! P$ G# t" H$ N; ?$ P# W- I o U' z5 R' S
function v = vh(n)+ [+ @. M, ^2 U6 S
% Create vector in horizontal style, such as " f7 c; c c T [5 Z) [
% v = [1, x, x^2, ..., x^n]* i0 l* I; q' e# H; E; U
! Q+ a; S0 }4 R if (n < 0 || n > 9)# K# u/ X# n& p" f4 D
error('Make sure ''n'' is in range of [0, 9]')+ |" J" C% s& f# ?! [
end" Q- C+ u1 q0 n! T. a- M
s = '';8 N, r/ s, ]7 d
for i = 0:n# _) Q9 |: u+ P# ^
s = strcat(s, ',x^');. F; ]* H( Z6 j/ v$ }
s = strcat(s, num2str(i));
b. Q) s- Q A+ b/ t! W2 t$ w end
7 a3 I6 ?- c9 ^; S" X5 q s(1) = '[';
% ~) @8 G. ~ J6 n* M, g sz = size(s);
6 q$ z0 s8 S; z0 C c3 _+ x1 _, D) l s(sz(2) + 1) = ']';
7 [ a6 R' X9 q. K G y- I: R
% y2 S6 k$ M/ F% p' g# r$ l v = simplify(sym(s));
+ K3 l8 \6 Z8 \end8 z6 m3 e# [2 q- V3 w
8 V/ g# L6 S% p3 m4 r! X
这个脚本首先获取用户输入的已知点的 x 和 y 坐标,然后使用最小二乘法进行拟合。最后,脚本绘制了原始数据点和拟合曲线的图表。
. }+ P+ J; Y6 A- H7 W E( K5 d1 J2 K$ Q
0 ^! y! V v) u) [$ b( @0 ?
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zan
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