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利用MATLAB对一组数据进行插值的方法有哪些?这里告诉你

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发表于 2020-6-28 18:05 | 只看该作者 回帖奖励 |正序浏览 |阅读模式

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x
1、拉格朗日插值: @5 ~# K# E% z6 l: g. l* w8 e" I/ k
用多项式函数(10.2)作为插值函数时,希望通过解方程组(10.3)而得到待定系数7 T0 q1 @. K: ^$ n

& n/ o# X# c  `, ]" S% ?8 Afunction y=lagrange(x0,y0,x);/ i# ?8 h# |# q( ]* N
n=length(x0);m=length(x);8 _7 I/ [+ O( e: E% W9 ]6 E% d, O
for i=1:m/ U3 d! b5 Z5 L. F
z=x(i);
) ]: I7 ]0 s% t9 j! Q! @4 U) es=0.0;
; {" B6 E: ?6 G, Nfor k=1:n
: p6 q: O% R6 l1 n* [p=1.0;
  s$ \7 o; x, Wfor j=1:n. p6 ]& X0 s8 d2 z/ {8 M4 {
if j~=k4 _0 I7 A% }  e! o: J3 g
p=p*(z-x0(j))/(x0(k)-x0(j));
6 f- B$ s) Z3 S6 m- B0 Yend2 e$ H0 }1 E* `6 w; m9 f9 o- T
end3 Z4 h5 F3 S- X4 G+ T% X2 P* y
s=p*y0(k)+s;
0 o* j! Q7 R! ~" W% send
) F7 Q6 ~1 n& o# q) {. u1 J3 Q6 Fy(i)=s;! g1 @) i- r& Z- g- J: B
en
1 c# L1 u. r: ~5 A5 g2 K
$ W/ N0 O) ]% K
  K/ w9 L5 c- \5 `" ^0 }2、分段线性插值
3 i. B4 z: J+ `* r2 @用Matlab实现分段线性插值不需要编制函数程序,Matlab中有现成的一维插值函数interp1。
/ G2 N) k( @* o  {y=interp1(x0,y0,x,'method')
: q' Z8 o' [4 I8 a- l5 nmethod指定插值的方法,默认为线性插值。其值可为:
% u) t% ~+ ^* m. W# R'nearest' 最近项插值
% @) |* a% \% _$ \4 [0 j  {'linear' 线性插值7 v6 z. X. I' e+ v, {
'spline' 立方样条插值'cubic' 立方插值。
/ T* f* t0 F& |所有的插值方法要求x0是单调的。9 W% V9 x' |& J5 _9 B8 I
当x0为等距时可以用快速插值法,使用快速插值法的格式8 @5 F: j+ F4 G% f6 D" _5 P
为 '*nearest'、'*linear' 、'*spline' 、'*cubic'# q; H6 v( U9 x  l3 n& x! d
' |/ N0 H9 ^' j: Z) V& s

, ~; e' W2 F2 o3、三次样条曲线插值+ Z" h: o  U% i4 |) R7 O
! u8 H$ p$ ^3 T/ T- `
Matlab中三次样条插值也有现成的函数:! [, V) X% d$ @# w1 Y
y=interp1(x0,y0,x,'spline');: N: N4 A$ Q& \
y=spline(x0,y0,x);' |3 ^8 Z$ g5 H
pp=csape(x0,y0,conds),
* |. g/ x1 D) b# a" }pp=csape(x0,y0,conds,valconds),y=ppval(pp,x)。7 ?: Y9 c  @0 K, v9 W1 Y# K$ p" U+ ]( w
其中x0,y0是已知数据点,x是插值点,y是插值点的函数值。& Y' ]& ]3 k+ _+ O; k
) m* C/ T8 `2 r. u6 e) R' F8 h

: @5 }9 p2 |7 F0 B. T) Z8 z  P插值技术(或方法)远不止这里所介绍的这些,但在解决实际问题时,对于一位插值问题6 K1 g3 s, e; B; M8 L
而言,前面介绍的插值方法已经足够了。 剩下的问题关键在于什么情况下使用、 怎样使用和使用2 G7 q9 L( Y1 }" Y3 P0 l0 P
何种插值方法的选择上。
9 K8 z0 O8 O4 I6 y拉格朗日插值函数在整个插值区间上有统一的解析表达式,其形式关于节点对称,光滑性) L" [. T% q& b4 Z# c5 H/ M
好。但缺点同样明显,这主要体现在高次插值收敛性差(龙格现象);增加节点时前期计算作
6 H$ E: V+ G- S9 M2 c) b" Z8 ~  {) x废,导致计算量大;一个节点函数值的微小变化(观测误差存在)将导致整个区间上插值函数3 y0 W- B, C( C) I6 ]
都发生改变,因而稳定性差等几个方面。因此拉格朗日插值法多用于理论分析,在采用拉格朗' g- c6 d3 Y3 n+ d* P2 C
日插值方法进行插值计算时通常选取 n < 7 。
+ Z. |4 ^5 u; _1 [" l( H分段线性插值函数(仅连续)与三次样条插值函数(二阶导数连续)虽然光滑性差,但他0 s" S5 f$ V5 R; ^5 j
们都克服了拉格朗日插值函数的缺点,不仅收敛性、 稳定性强,而且方法简单实用,计算量小。* |1 R; K) Z5 r
因而应用十分广泛。
  M! W+ y. g) T! N$ |. ^) u8 ~1 }

: J  l! C+ s' n) G6 V) E, v1 L- X

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2#
发表于 2020-6-28 18:53 | 只看该作者
哈哈哈,谢谢你告诉大家
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