matlab编写高斯线形函数

在MATLAB中，你可以使用内建的`gaussian`函数来生成高斯（也称为正态）分布的数据，或者自己编写简单的数学公式来创建高斯线性函数。下面是如何编写一个简单的高斯线性函数的例子：

% 定义高斯函数
function y = gaussian(x, mu, sigma)
    % mu: 高斯曲线的中心点（平均值）
    % sigma: 标准差，决定了曲线的宽度
    y = 1 / (sigma * sqrt(2*pi)) * exp(-(x-mu).^2 / (2*sigma^2));
end

% 示例：创建一个在x轴上从-5到5的均匀分布，中心在0，标准差为1的高斯线
x = linspace(-5, 5, 100); % 创建x轴数据
mu = 0;                      % 中心点
sigma = 1;                   % 标准差
y = gaussian(x, mu, sigma);   % 计算对应的高斯值

% 可视化结果
plot(x, y);
xlabel('X');
ylabel('Gaussian Function');
title('Gaussian Distribution with \mu=0 and \sigma=1');

在这个例子中，`gaussian`函数接收三个输入：自变量x、均值mu和标准差sigma，然后返回对应于每个x值的高斯值。

相关问题

matlab绘制三维函数图像代码

### 使用MATLAB绘制三维函数图像

在MATLAB中，`plot3` 函数用于创建三维线条图。为了更好地控制图形属性，如线宽和字体大小，可以调整一些默认设置[^1]。

下面是一个完整的例子，展示如何使用 `plot3` 绘制三维螺旋曲线：

% 定义参数范围
t = linspace(0, 20*pi, 1000);

% 计算坐标值
x = sin(t);
y = cos(t);
z = t;

% 创建三维绘图
figure;
h = plot3(x, y, z, 'LineWidth', 2); % 设置线宽为2

% 添加网格和标签
grid on;
xlabel('X 轴');
ylabel('Y 轴');
zlabel('Z 轴');

% 修改标题并增大字号
title('三维螺旋线', 'FontSize', 14);

% 更改刻度标记的字体大小
set(gca, 'FontSize', 12);

对于更复杂的三维表面图，可采用 `surf` 或者 `mesh` 命令来表示由矩阵定义的数据集。例如，要绘制一个简单的正弦波面：

[X,Y] = meshgrid(-8:.5:8);
R = sqrt(X.^2 + Y.^2) + eps; % 避免除零错误
Z = sin(R)./R;

figure;
surf(X,Y,Z,'EdgeColor','none'); % 不显示边缘颜色
colormap jet;                   % 应用色彩映射表
colorbar;                       % 显示颜色条
view([-37.5 30]);               % 设定视角角度
shading interp;                 % 平滑着色效果
lighting gouraud;              % 启用光照模型
camlight left;                  % 添加光源位置
axis vis3d tight;               % 自动缩放轴比例
title('二维高斯分布下的正弦曲面');

上述代码片段展示了两种不同类型的三维可视化方法：一种是基于轨迹数据的线形图；另一种则是利用矩阵阵列构建连续变化的颜色梯度表面图。

用matlab实现径向基函数的多个神经元分类。对如下输入、输出样本采用多种神经网络 进行分类，要求画出最后的线形图。 P=[0.1 0.7 0.8 0.8 1.0 0.3 0.0 -0.3 -0.5 -1.5; 1.2 1.8 1.6 0.6 0.8 0.5 0.2 0.8 -1.5 -1.3]; T=[ 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0; 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1] 。不使用工具箱。

这道题可以使用径向基函数神经网络进行分类。具体实现步骤如下：

1. 初始化神经网络参数。

设神经网络有两层，第一层为径向基函数层，第二层为输出层。设径向基函数层有 $M$ 个神经元，输出层有 $C$ 个神经元。设输入样本维度为 $D$，即每个样本有 $D$ 个特征。则：

- 径向基函数层的权重矩阵 $W$ 的大小为 $M \times D$，偏置向量 $b$ 的大小为 $M \times 1$。
- 输出层的权重矩阵 $V$ 的大小为 $C \times M$，偏置向量 $c$ 的大小为 $C \times 1$。

我们可以随机初始化这些参数，例如使用均匀分布或高斯分布进行初始化。

2. 计算径向基函数层的输出。

设第 $i$ 个径向基函数的输出为 $z_i$，则径向基函数层的输出为：

$$
h(x) = \begin{bmatrix} z_1 \\ z_2 \\ \vdots \\ z_M \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} \phi(\|x - \mu_1\|) \\ \phi(\|x - \mu_2\|) \\ \vdots \\ \phi(\|x - \mu_M\|) \end{bmatrix}
$$

其中 $\phi$ 是径向基函数，例如高斯函数 $\phi(r) = \exp(-\frac{r^2}{2\sigma^2})$，$\mu_i$ 是第 $i$ 个径向基函数的中心，可以随机初始化。

3. 计算神经网络的输出。

神经网络的输出为：

$$
y = f(Vh(x) + c)
$$

其中 $f$ 是激活函数，例如 softmax 函数 $f(z_i) = \frac{\exp(z_i)}{\sum_{j=1}^C \exp(z_j)}$。

4. 计算损失函数。

采用交叉熵损失函数：

$$
L = -\sum_{i=1}^N \sum_{j=1}^C t_{ij} \log y_{ij}
$$

其中 $N$ 是样本数量，$t_{ij}$ 是第 $i$ 个样本的第 $j$ 个标签，$y_{ij}$ 是神经网络的输出。

5. 反向传播算法更新参数。

对损失函数求关于参数的梯度，然后根据梯度下降法更新参数，例如：

$$
\begin{aligned}
& \Delta V = \eta \frac{\partial L}{\partial V} \\
& \Delta c = \eta \frac{\partial L}{\partial c} \\
& \Delta W = \eta \frac{\partial L}{\partial W} \\
& \Delta b = \eta \frac{\partial L}{\partial b}
\end{aligned}
$$

其中 $\eta$ 是学习率，可以根据实验结果进行调整。然后更新参数：

$$
\begin{aligned}
& V \leftarrow V - \Delta V \\
& c \leftarrow c - \Delta c \\
& W \leftarrow W - \Delta W \\
& b \leftarrow b - \Delta b
\end{aligned}
$$

6. 重复步骤 2-5 直到收敛。

根据实验结果进行调整，例如增加神经元数量、层数、调整学习率等等，直到损失函数收敛。

根据题目要求，我们需要将最终的分类结果画成线形图。可以使用 contour 函数画出等高线图，然后在等高线图上标记出分类结果。下面是完整的 MATLAB 代码实现：