插值算法基本原理

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了插值算法基本原理。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

插值:数据处理的手段  将缺失数据补全处理  线性内插 拉格朗日插值法 牛顿插值

拟合:预测,寻找规律的手段 是插值的外延

插值算法:使用在现有的数据极少,不足以支撑分析的进行,这时就需要使用一些数学方法来“模拟产生”一些新的但又比较靠谱的值来满足需求。

适用在“已知函数在某区间(域)内若干点处的值,求函数在该区间(域)内其他点处的值”

一维插值问题:

插值法概念:

一般定义:1.若P(x)是次数不差过n的代数多项式,即插值法原理,数学建模,算法,matlab,开发语言

                  2.若P(x)为分段多项式(分段函数),就称为分段插值。(出现较多 )

                 3.若P(x)为三角多项式,就称为三角插值。(涉及傅里叶变换等数学)

一般插值法原理:

定理:设有n+1个互不相同的结点(xi,yi)(i=0,1,2,......n)则存在唯一的多项式:插值法原理,数学建模,算法,matlab,开发语言

 证:将n+1个结点带入上式构造方程组

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 文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-687366.html

【注1】只要n+1个节点互异,满足上述插值条件的多项式是唯一存在的;次数已经限定

【注2】如果不限制多项式的次数,插值多项式并不唯一

拉格朗日插值法:

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 缺点:产生龙格现象 次数越高误差越大  在实际应用中不应使用七次以上的插值

避免龙格现象常用方法:将插值区间分成若干小区间,在小区间内用低次(二次,三次)插值,即分段低次插值,如样条函数插值

牛顿插值法 :

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 与拉格朗日插值法比,牛顿插值法的计算过程具有继承性但仍会有龙格现象,并且都不能全面反映被插函数的性态。

分段三次埃尔米特(Hermite)插值法

Matlab有内置函数:p=pchip(x,y,new_x) x是已知样本点的横坐标;y是已知样本点的纵坐标;new_x是要插入对应的横坐标

例如:

X=-pi:pi;y=sin(x);

New_X=-pi:0.1:pi;

p=pchip(x,y,new_x) ;

Plot(x,y,’o’,new_x,p,’r-’)

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 Plot3空间曲线,mesh(空间曲面 曲面网格),surf(空间曲面 曲面表面),contour(等高线)是三维作图中的命令

三次样条插值:(推荐)

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 Matlab有内置函数:p=spine(x,y,new_x)

Legend(“string1”,”string2”,”string3”),内加‘Location:’改变标注的位置

n维数据插值:

P=interpn(x1,....xn,y,new_x1,...new_xn,method)

Method:’linear:线性插值(默认)‘cubic’:三次插值 ‘spine’=三次样条插值法(最为标准)  ‘nearest’:最邻近插值算法

一个小技巧:上面的这些插值算法可用于预测哦~~~

分享:

“她哪里是想考研啊,她只是想再回到高三完成十八岁那未完成的梦罢了。”

                                                                      --2022.12.23 祝考研的学长学姐“一研为定,定为研一”

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