让最小二乘法拟合曲线首末端通过定点,写成matlab代码
时间: 2023-06-29 11:15:46 浏览: 155
好的,最小二乘法拟合曲线的代码如下:
```matlab
% 定义首末端点的坐标
x0 = 0; y0 = 1;
xn = 10; yn = 2;
% 定义拟合曲线的阶数
n = 3;
% 构造系数矩阵A和常数矩阵B
A = zeros(n+1, n+1);
B = zeros(n+1, 1);
for i = 1:n+1
for j = 1:n+1
A(i, j) = sum((0:0.1:10).^(i+j-2));
end
B(i) = sum(((0:0.1:10)-x0).^(i-1)) - y0*((n==i-1)*1);
end
% 求解线性方程组Ax=B
C = A\B;
% 绘制拟合曲线
x = 0:0.1:10;
y = 0;
for i = 0:n
y = y + C(i+1)*(x-x0).^i;
end
y = y + y0;
plot(x, y);
hold on;
% 绘制首末端点
plot([x0, xn], [y0, yn], 'o');
```
其中,首末端点的坐标分别为`(x0, y0) = (0, 1)`和`(xn, yn) = (10, 2)`,拟合曲线的阶数为`n=3`。代码中通过构造系数矩阵A和常数矩阵B,求解线性方程组Ax=B,得到拟合曲线的系数C。最后,根据系数C绘制拟合曲线,并在图中绘制首末端点。
相关问题
让移动最小二乘法拟合曲线首末端通过定点,写成matlab代码
好的,移动最小二乘法拟合曲线的代码如下:
```matlab
% 定义首末端点的坐标
x0 = 0; y0 = 1;
xn = 10; yn = 2;
% 定义拟合曲线的阶数
n = 3;
% 定义移动窗口的大小和步长
w = 5;
step = 1;
% 初始化拟合曲线的系数
C = zeros(n+1, 1);
% 逐步移动窗口,并进行拟合
for i = x0+w/2:step:xn-w/2
% 构造系数矩阵A和常数矩阵B
A = zeros(n+1, n+1);
B = zeros(n+1, 1);
for j = 1:n+1
for k = 1:n+1
A(j, k) = sum((i-w/2:i+w/2).^(j+k-2));
end
B(j) = sum(((i-w/2:i+w/2)-x0).^(j-1)) - y0*((n==j-1)*1);
end
% 求解线性方程组Ax=B
Ci = A\B;
% 更新拟合曲线的系数
C = (i-x0)^2/(i-x0+w/2)^2 * C + (i-x0+w/2)^2/(i-x0)^2 * Ci;
% 绘制拟合曲线
x = i-w/2:0.1:i+w/2;
y = 0;
for j = 0:n
y = y + C(j+1)*(x-x0).^j;
end
y = y + y0;
plot(x, y);
hold on;
end
% 绘制首末端点
plot([x0, xn], [y0, yn], 'o');
```
其中,首末端点的坐标分别为`(x0, y0) = (0, 1)`和`(xn, yn) = (10, 2)`,拟合曲线的阶数为`n=3`,移动窗口的大小为`w=5`,步长为`step=1`。代码中逐步移动窗口,并在每个窗口中进行最小二乘法拟合,得到拟合曲线的系数C。为了使拟合结果更加平滑,采用了加权移动平均的方法来更新拟合曲线的系数C。最后,根据系数C绘制拟合曲线,并在图中绘制首末端点。
让移动最小二乘法拟合的曲线首末端通过定点,写成matlab代码
### 回答1:
假设需要拟合的数据为(x,y),首末端需要过点(x1,y1)和(x2,y2),可以使用移动最小二乘法进行拟合。以下是MATLAB代码:
```matlab
% 原始数据
x = [1 2 3 4 5 6 7 8 9];
y = [2.5 3.51 4.45 5.52 6.47 7.87 8.99 9.98 11.5];
% 首末端点
x1 = 1;
y1 = 2.5;
x2 = 9;
y2 = 11.5;
% 移动最小二乘法拟合
n = length(x);
m = 3; % 二次多项式
k = 3; % 移动窗口大小
A = zeros(n,m);
b = zeros(n,1);
for i = 1:n
for j = 1:m
A(i,j) = x(i)^(m-j+1);
end
b(i) = y(i);
end
for i = 1+k:n-k
Ai = A(i-k:i+k,:);
bi = b(i-k:i+k);
x_hat = inv(Ai'*Ai)*Ai'*bi;
y_hat = x_hat(1)*x(i)^2 + x_hat(2)*x(i) + x_hat(3);
if i == k
y_hat = y1;
elseif i == n-k
y_hat = y2;
end
fprintf('x=%d, y=%f\n', x(i), y_hat);
end
```
在这个例子中,我们需要拟合一个二次多项式,移动窗口大小为3,首末端点分别为(1,2.5)和(9,11.5)。程序输出每个点对应的拟合值。
### 回答2:
以下是一个使用MATLAB编写的移动最小二乘法拟合曲线的代码:
```MATLAB
% 给定定点坐标
start_point = [0, 0]; % 起始点坐标
end_point = [5, 2]; % 终点坐标
% 生成随机的初始曲线顶点
num_points = 10; % 曲线上的顶点数目
x = linspace(start_point(1), end_point(1), num_points);
y = linspace(start_point(2), end_point(2), num_points);
% 添加随机噪声
rng(1); % 设置随机数种子,以保证重复执行时噪声相同
noise_level = 0.2; % 噪声水平
noise = randn(1, num_points) * noise_level;
y_noisy = y + noise;
% 移动最小二乘法拟合
order = 3; % 多项式拟合的阶数
x_fit = linspace(start_point(1), end_point(1), 100); % 拟合曲线上的采样点
coeffs = polyfit(x, y_noisy, order); % 多项式系数
y_fit = polyval(coeffs, x_fit); % 拟合曲线的y值
% 绘制结果
figure;
plot(x, y_noisy, 'o', 'MarkerSize', 8); % 显示原始的顶点
hold on;
plot(x_fit, y_fit, 'linewidth', 2); % 显示拟合曲线
xlabel('x');
ylabel('y');
legend('原始数据', '拟合曲线');
title('移动最小二乘法拟合曲线');
xlim([start_point(1), end_point(1)]);
ylim([start_point(2), end_point(2)]);
grid on;
```
这个代码中生成一个由10个顶点组成的起始和结束点之间的曲线,然后在y坐标上添加了随机噪声。接下来,使用MATLAB的`polyfit`函数对这些数据点进行移动最小二乘法拟合,拟合的多项式阶数为3。最后,绘制出原始数据点和拟合曲线的图形。
### 回答3:
在MATLAB中,可以使用polyfit函数来实现移动最小二乘法曲线拟合,并使拟合曲线的首末端通过指定的定点。
以下是一个示例代码:
```matlab
% 已知的首尾定点坐标
x_start = 0; % 首点x坐标
y_start = 0; % 首点y坐标
x_end = 10; % 尾点x坐标
y_end = 20; % 尾点y坐标
% 生成一组随机的数据点
x = linspace(x_start, x_end, 100); % 在首尾点之间均匀生成100个点的x坐标
y = y_start + (y_end-y_start) * rand(size(x)); % 通过线性插值生成随机的y坐标
% 移动最小二乘法拟合
n = 5; % 拟合多项式的次数
fit_result = polyfit(x, y, n);
% 使用拟合结果生成拟合曲线
x_fit = linspace(x_start, x_end, 1000); % 在首尾点之间均匀生成1000个点的x坐标
y_fit = polyval(fit_result, x_fit);
% 绘制原始数据点和拟合曲线
figure;
plot(x, y, 'o'); % 绘制原始数据点
hold on;
plot(x_fit, y_fit); % 绘制拟合曲线
hold off;
```
这段代码首先定义了首末端点的坐标,然后生成了一组随机的数据点。接下来,使用polyfit函数对数据点进行移动最小二乘法曲线拟合,n为拟合多项式的次数。最后,使用polyval函数根据拟合结果生成拟合曲线,然后通过plot函数将原始数据点和拟合曲线绘制出来。
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