matlab利用函数f(x)=[(x^2-3x+5)e^-5x]*sinx在[0,1]生成等距样本数据点(xi,yi),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。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)的图像,并画出相应绝对误差图|Pn(x)-f(x)|,并根据结果作适当分析
时间: 2024-03-25 10:41:16 浏览: 147
好的,我可以帮你解决这个问题。首先,我们需要生成等距样本数据点(xi,yi)。可以使用以下代码生成:
```matlab
% 定义函数f(x)
f = @(x) ((x.^2 - 3.*x + 5).*exp(-5.*x)).*sin(x);
% 生成等距样本数据点
n = 10; % 取10个数据点
x = linspace(0, 1, n); % 在[0,1]区间内生成等距样本数据点
y = f(x); % 计算对应的函数值
```
接下来,我们需要分别取n=1,3,5,7次多项式拟合。可以使用`polyfit`函数进行多项式拟合。具体实现代码如下:
```matlab
% 分别取1次、3次、5次、7次多项式拟合
P1 = polyfit(x, y, 1);
P3 = polyfit(x, y, 3);
P5 = polyfit(x, y, 5);
P7 = polyfit(x, y, 7);
```
接着,我们可以分别计算拟合多项式Pn(x)和函数f(x)在[0,1]区间内的值,并画出它们的图像,以及相应的绝对误差图|Pn(x)-f(x)|。代码实现如下:
```matlab
% 计算拟合多项式Pn(x)在[0,1]区间内的值
xx = linspace(0, 1, 1000);
yy1 = polyval(P1, xx);
yy3 = polyval(P3, xx);
yy5 = polyval(P5, xx);
yy7 = polyval(P7, xx);
% 计算函数f(x)在[0,1]区间内的值
ff = f(xx);
% 计算拟合多项式Pn(x)与函数f(x)之间的绝对误差
err1 = abs(polyval(P1, x) - y);
err3 = abs(polyval(P3, x) - y);
err5 = abs(polyval(P5, x) - y);
err7 = abs(polyval(P7, x) - y);
% 绘制图像
figure;
subplot(2, 1, 1);
plot(xx, yy1, 'r-', xx, yy3, 'g-', xx, yy5, 'b-', xx, yy7, 'k-', xx, ff, 'm--');
legend('P1(x)', 'P3(x)', 'P5(x)', 'P7(x)', 'f(x)');
xlabel('x');
ylabel('y');
title('拟合多项式Pn(x)和函数f(x)的图像');
subplot(2, 1, 2);
plot(x, err1, 'r-', x, err3, 'g-', x, err5, 'b-', x, err7, 'k-');
legend('P1(x)-f(x)', 'P3(x)-f(x)', 'P5(x)-f(x)', 'P7(x)-f(x)');
xlabel('x');
ylabel('绝对误差');
title('拟合多项式Pn(x)与函数f(x)之间的绝对误差');
```
最后,我们可以根据输出结果进行适当分析。从图像中可以看出,随着多项式次数的增加,拟合多项式Pn(x)与函数f(x)的拟合程度逐渐提高。在n=1时,拟合多项式Pn(x)与函数f(x)之间的误差较大,但是随着n的增加,误差不断减小。在n=7时,拟合多项式Pn(x)已经非常接近函数f(x),但是由于过度拟合的问题,拟合多项式Pn(x)在[0,1]区间外的表现可能会比较差。因此,在进行多项式拟合时,需要根据实际情况进行选择,避免过度拟合。
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