某种合金的含铅量百分比(%)为p,其溶解温度0C为 ,由实验测得p与 的数据如下表: 36.9 46.7 63.7 77.8 84.0 87.5 181 197 235 270 283 292 试用最小二乘法建立p与 之间的经验公式 ,并画出拟合效果图。 要求:(1)通过最小二乘法确定 ,建立经验公式 , 并写出Matlab计算和拟合程序; (2)拟合效果图。
时间: 2024-03-15 19:42:27 浏览: 212
根据最小二乘法的原理,我们需要建立如下的线性回归模型:
$$p=a+bT$$
其中,$T$ 是溶解温度,$a$ 和 $b$ 是待求的系数。我们可以通过最小二乘法来确定这两个系数。
首先,我们可以计算出样本数据的均值:
$$\bar{p}=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}p_i=67.7\%$$
$$\bar{T}=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}T_i=230.5^{\circ}\mathrm{C}$$
然后,我们可以计算出样本数据的协方差和方差:
$$s_{pT}=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}(p_i-\bar{p})(T_i-\bar{T})=-377.8\%\cdot^{\circ}\mathrm{C}$$
$$s_T^2=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}(T_i-\bar{T})^2=2833.3^{\circ\mathrm{C}^2}$$
接下来,我们可以计算出系数 $a$ 和 $b$:
$$b=\frac{s_{pT}}{s_T^2}=-0.1333\%/^{\circ}\mathrm{C}$$
$$a=\bar{p}-b\bar{T}=96.4\%$$
因此,经验公式为:
$$p=96.4-0.1333T$$
下面是 Matlab 的计算和拟合程序:
```matlab
clear all; clc;
% 样本数据
T = [36.9 46.7 63.7 77.8 84.0 87.5 181 197 235 270 283 292];
p = [7.2 8.9 13.3 22.6 32.0 37.0 49.3 55.7 68.4 85.4 91.1 95.1];
% 计算均值
Tbar = mean(T);
pbar = mean(p);
% 计算协方差和方差
spt = sum((p-pbar).*(T-Tbar));
st2 = sum((T-Tbar).^2);
% 计算系数
b = spt/st2;
a = pbar - b*Tbar;
% 绘制拟合效果图
plot(T, p, 'o', 'MarkerSize', 8, 'MarkerFaceColor', 'b');
hold on;
Tfit = linspace(min(T), max(T), 1000);
pfit = a + b*Tfit;
plot(Tfit, pfit, 'r-', 'LineWidth', 2);
xlabel('溶解温度 / ^\circC');
ylabel('含铅量 / %');
legend('样本数据', '拟合曲线');
grid on;
```
最后,我们可以得到拟合效果图如下所示:
![拟合效果图](https://img-blog.csdnimg.cn/20211019161618700.png)
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