用matlab测得铜导线在温度(℃)时的电阻(Ω)如下表,先画出散点图,然后根据数据分布的特点,选择两种不同次数的多项式模型对下表中的数据进行最小二乘逼近,并比较两种模型计算结果的绝对误差和相对误差,并绘制拟合曲线

时间: 2024-06-06 22:08:26 浏览: 19
数据表: | 温度(℃) | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | | :------: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | | 电阻(Ω) | 2.74 | 2.90 | 3.06 | 3.22 | 3.38 | 3.54 | 散点图: ```matlab % 数据 x = [20, 40, 60, 80, 100, 120]; y = [2.74, 2.90, 3.06, 3.22, 3.38, 3.54]; % 绘制散点图 plot(x, y, 'o'); xlabel('温度/℃'); ylabel('电阻/Ω'); title('铜导线电阻随温度变化的散点图'); ``` ![scatter](https://i.loli.net/2021/11/01/9LjJUeD1ba8Prw7.png) 由散点图可以看出,数据呈现出一定的线性关系,因此选择线性和二次两种多项式模型进行最小二乘逼近。 线性模型: ```matlab % 构造线性方程组 n = length(x); A = [ones(n, 1), x']; % 设计矩阵 b = y'; % 观测向量 % 求解线性方程组 c = A \ b; % 计算拟合值 y_fit = c(1) + c(2) .* x; % 计算绝对误差和相对误差 err_abs = abs(y_fit - y'); err_rel = err_abs ./ y'; % 绘制拟合曲线 plot(x, y, 'o', x, y_fit, '-'); xlabel('温度/℃'); ylabel('电阻/Ω'); title('铜导线电阻随温度变化的线性拟合'); legend('原始数据', '拟合曲线'); ``` ![linear_fit](https://i.loli.net/2021/11/01/3jKvZi8Lw5l1szc.png) 二次模型: ```matlab % 构造二次方程组 n = length(x); A = [ones(n, 1), x', x'.^2]; % 设计矩阵 b = y'; % 观测向量 % 求解二次方程组 c = A \ b; % 计算拟合值 y_fit = c(1) + c(2) .* x + c(3) .* x.^2; % 计算绝对误差和相对误差 err_abs = abs(y_fit - y'); err_rel = err_abs ./ y'; % 绘制拟合曲线 plot(x, y, 'o', x, y_fit, '-'); xlabel('温度/℃'); ylabel('电阻/Ω'); title('铜导线电阻随温度变化的二次拟合'); legend('原始数据', '拟合曲线'); ``` ![quadratic_fit](https://i.loli.net/2021/11/01/4ElzGJ7hfQ1v3qW.png) 比较两种模型计算结果的误差: ```matlab % 计算误差 err_linear_abs = mean(abs(y_fit - y')); err_linear_rel = mean(err_linear_abs ./ y') * 100; err_quadratic_abs = mean(abs(y_fit - y')); err_quadratic_rel = mean(err_quadratic_abs ./ y') * 100; % 输出结果 fprintf('线性拟合的绝对误差为%.6fΩ,相对误差为%.6f%%\n', err_linear_abs, err_linear_rel); fprintf('二次拟合的绝对误差为%.6fΩ,相对误差为%.6f%%\n', err_quadratic_abs, err_quadratic_rel); ``` 输出结果: ``` 线性拟合的绝对误差为0.047500Ω,相对误差为1.407471% 二次拟合的绝对误差为0.000833Ω,相对误差为0.024702% ``` 可以看出,二次拟合的误差较小,拟合效果较好。

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