曲线拟合-最小二乘法

简介: 线性最小二乘法及matlab例程

线性最小二乘法

曲线拟合:已知平面上一组横坐标互不相同的点,寻求一个函数,使其与所有数据点最为接近。

拟合函数:

f(x)=a1r1(x)+a2r2(x)++amrm(x)

ak 为待定系数,

r k ( x ) 为实现选定的一组线性无关函数,比如:当你观察已知数据点的分布大致为一条直线,就可以选r k ( x ) = a 1 ( x ) + a 2

这种形式。


拟合准则:使得e440907e9773ca7b7341a9d4255d08f.png最小


matlab实现

1.解方程组的方法

x=[19     25    31     38    44]';
y=[19.0   32.3   49.0   73.3   97.8]';
r=[ones(5,1),x.^2];
ab=r\y
x0=19:0.1:44;
y0=ab(1)+ab(2)*x0.^2;
plot(x,y,'o',x0,y0,'r')

c182457f7a04649a565cc6312cde3c7c_watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzc2NDk3NA==,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center.jpg

2.多项式拟合法

使用函数p o l y f i t ( x 0 , y 0 , m ) ,前面是已知数据点,m是拟合多项式的次数,返回值是拟合多项式的系数向量。

可以用p o l y v a l ( a , x ) 计算多项式在x处的值。


做已知数据的散点图:

%已知某企业1990-1998年的生产利润如下:要预测1997和1998年的利润
x0=[1990  1991  1992  1993  1994  1995  1996];
y0=[70   122   144   152   174   196   202];
plot(x0,y0,'*')

24cb406e077b20ae494e70ce682bf23e_watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzc2NDk3NA==,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center.jpg

从图片止咳看出,数据呈线性排列,所以选择拟合函数为一次多项式。

x0=[1990  1991  1992  1993  1994  1995  1996];
y0=[70   122   144   152   174   196   202];
a=polyfit(x0,y0,1)
y97=polyval(a,1997)
y98=polyval(a,1998)

得到:

>> ex5_6_2
a =
   1.0e+04 *
    0.0021   -4.0705
y97 =
  233.4286
y98 =
  253.9286

即拟合多项式y = a 1 x + a 2  的系数a 1 = 21 , a 2 = − 4070.5he 1997年预测利润如上。




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