matlab利用函数f(x)=sin(x)*(x^2-3x+5)*e^(-5x)在[0,1]生成等距样本数据点 ,至少取10个数据。利用数据作最小二乘拟合,分别取n=1,3,5,7次多项式拟合。 要求:输出结果,分别在同一个坐标系画出拟合多项式Pn(x)和f(x
时间: 2023-11-06 20:04:14 浏览: 120
好的,我会尽力回答您的问题。首先,根据您的要求,我理解您需要使用 MATLAB 生成等距样本数据点,然后用最小二乘法拟合 f(x) 函数,并分别取 n=1,3,5,7 次多项式进行拟合。最后,在同一个坐标系下画出拟合多项式和 f(x) 函数。
以下是 MATLAB 代码实现的步骤和细节:
Step 1: 生成等距样本数据点
我们可以使用 linspace 函数在 [0,1] 区间内生成等距样本数据点。由于您要求至少取 10 个数据点,我们可以取 15 个数据点。代码如下:
```
x = linspace(0,1,15); % 生成等距样本数据点
y = sin(x).*(x.^2-3*x+5).*exp(-5*x); % 计算对应的函数值
```
Step 2: 最小二乘拟合
为了使用 MATLAB 进行最小二乘拟合,我们可以使用 polyfit 函数。该函数可以拟合出一个最小二乘多项式,返回多项式系数向量 p。我们可以根据这个系数向量求出拟合多项式 Pn(x) 的值。代码如下:
```
n = 1; % 设置拟合多项式的次数
p = polyfit(x,y,n); % 最小二乘拟合
pn = polyval(p,x); % 求拟合多项式的值
```
Step 3: 画图
最后,我们可以使用 plot 函数在同一个坐标系下画出 f(x) 函数和拟合多项式 Pn(x)。代码如下:
```
xx = linspace(0,1,100); % 生成用于画图的 x 坐标数据
yy = sin(xx).*(xx.^2-3*xx+5).*exp(-5*xx); % 计算 f(x) 函数的值
plot(x,y,'o',xx,yy,'k',x,pn,'r--','LineWidth',1.5) % 画图
xlabel('x') % 设置 x 轴标签
ylabel('f(x)') % 设置 y 轴标签
title('拟合多项式 P1(x) 和 f(x) 函数') % 设置图表标题
legend('样本数据点','f(x)函数','拟合多项式 P1(x)','Location','best') % 设置图例
```
Step 4: 循环拟合多项式
为了分别取 n=1,3,5,7 次多项式进行拟合,我们可以使用 for 循环来实现。完整的 MATLAB 代码如下:
```
% 生成等距样本数据点
x = linspace(0,1,15); % 生成等距样本数据点
y = sin(x).*(x.^2-3*x+5).*exp(-5*x); % 计算对应的函数值
% 分别取 n=1,3,5,7 次多项式进行拟合
for n = [1,3,5,7]
% 最小二乘拟合
p = polyfit(x,y,n); % 拟合多项式的系数向量
pn = polyval(p,x); % 求拟合多项式的值
% 画图
xx = linspace(0,1,100); % 生成用于画图的 x 坐标数据
yy = sin(xx).*(xx.^2-3*xx+5).*exp(-5*xx); % 计算 f(x) 函数的值
figure() % 新建一个图表窗口
plot(x,y,'o',xx,yy,'k',x,pn,'r--','LineWidth',1.5) % 画图
xlabel('x') % 设置 x 轴标签
ylabel('f(x)') % 设置 y 轴标签
title(['拟合多项式 P',num2str(n),'(x) 和 f(x) 函数']) % 设置图表标题
legend('样本数据点','f(x)函数',['拟合多项式 P',num2str(n),'(x)'],'Location','best') % 设置图例
end
```
运行这段代码,即可得到四张图表,分别是拟合多项式 P1(x)、P3(x)、P5(x) 和 P7(x) 与 f(x) 函数的比较。可以看出,随着多项式次数的增加,拟合效果会越来越好。
注意:在实际使用中,需要根据具体的拟合目的和数据情况来选择拟合函数和拟合方法。以上代码仅供参考。
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