对于给函数f(x)=1/(1+25x∧2)在区间[-1,1]上取xi=-1+0.2i(i=0,1,…,10),试求3次曲线拟合,试画出拟合曲线并打印出方程

时间: 2024-10-18 22:19:15 浏览: 68
ZIP

MySQL OCP 8.0 1Z0-908题库

star5星 · 资源好评率100%
对于函数 \( f(x) = \frac{1}{1 + 25x^2} \) 在区间 [-1, 1] 上,使用3次样条插值(也称为三次多项式拟合)意味着我们将在这些特定的点 \(-1 + 0.2i\) (i=0, 1, ..., 10) 建立一个三次多项式 \( p(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d \),使得 \(p(xi)\) 接近 \(f(xi)\)。 这个过程通常涉及到计算插值条件,即多项式的函数值、一阶导数和二阶导数在每个点处应与原函数和其导数相匹配。由于这需要一些数学计算,包括构建一个系数矩阵并解线性系统,这里我将简化描述步骤: 1. 计算函数值 \(f(xi)\) 和一阶导数 \(f'(xi)\)。 2. 构造插值矩阵,包含样本点坐标 \(x_i\) 的三次幂、二次幂、一次幂和常数项。 3. 解决插值矩阵对应的线性方程组来找到 \(a, b, c, d\) 的值。 4. 拟合曲线表达式为 \(p(x) = a(x - x_0)(x - x_1)(x - x_{10}) + \text{其他类似项}\)。 具体的数值计算和方程形式因工具而异,如果你正在使用Python,可以使用SciPy库的`scipy.interpolate.UnivariateSpline`函数来进行这项任务。 为了展示方程和绘制拟合曲线,你可能需要使用Matplotlib这样的可视化库。例如,拟合后的结果可能是: ```python from scipy.interpolate import UnivariateSpline import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 定义数据点 x_data = np.linspace(-1, 1, 11) y_data = [1 / (1 + 25 * i**2) for i in x_data] # 创建三次样条对象 spline = UnivariateSpline(x_data, y_data, k=3) # 计算拟合曲线 x_fit = np.linspace(-1, 1, 1000) # 更精细的网格用于绘制 y_fit = spline(x_fit) # 绘制原始函数和拟合曲线 plt.plot(x_data, y_data, 'o', label='Sample Points') plt.plot(x_fit, y_fit, '-', label='Cubic Spline') plt.xlabel('x') plt.ylabel('f(x)') plt.legend() plt.show() # 打印拟合方程,这里只能得到一般形式,因为实际表达式依赖于计算结果 # 方程形式通常是:a*x^3 + b*x^2 + c*x + d print(f"Cubic Spline equation: y = {spline.cubic_coefficient:.2f}x^3 + ...") ``` 请注意,这里的系数\(a, b, c, d\) 将由上述代码计算得出,并且可能包含小数部分。
阅读全文

相关推荐

最新推荐

recommend-type

tensorflow 2.0模式下训练的模型转成 tf1.x 版本的pb模型实例

在TensorFlow 2.0环境下训练的模型转换成TensorFlow 1.x版本的.pb模型是一项常见的需求,特别是在一些旧系统或者依赖旧版本API的应用中。然而,由于TensorFlow 2.0引入了大量的变化,比如检查点(ckpt)文件不再包含...
recommend-type

在keras里面实现计算f1-score的代码

最后,我们可以将`Metrics`实例作为回调函数传递给`model.fit()`,这样在训练过程中,F1分数和其他指标就会在每个周期结束后自动计算和记录。 ```python metrics = Metrics() model.fit(train_instances.x, train_...
recommend-type

Qt图形图像开发之曲线图表模块QChart库读取/设置X轴的显示区间

例如,要将当前的图形沿 X 轴放大 2 倍,可以首先获取当前的显示区间,然后设置新的显示区间为原来的 1/2。 需要注意的是,QAbstractAxis 类型没有提供坐标轴区间的 min 和 max 成员变量,也没有提供 getMin 和 ...
recommend-type

C语言:用牛顿迭代法求方程在1.5附近的根:2x^3-4x^2+3x-6=0.

2. **计算导数**:对于给定的方程 `f(x) = 2x^3 - 4x^2 + 3x - 6`,我们需要它的导数 `f'(x)`,即 `f'(x) = 6x^2 - 8x + 3`。 3. **迭代过程**:在每次迭代中,我们用以下公式来更新根的估计值: ``` x_new = x_...
recommend-type

hy-1c数据读取.docx

海洋1C数据读取与MATLAB应用 海洋1C数据是海洋遥感领域的一个重要数据源,对于研究海洋环境和气候变化的科学家来说是一个非常重要的资源。然而,对于这些数据的读取和应用却是一个较为复杂的过程,需要具备一定的...
recommend-type

JHU荣誉单变量微积分课程教案介绍

资源摘要信息:"jhu2017-18-honors-single-variable-calculus" 知识点一:荣誉单变量微积分课程介绍 本课程为JHU(约翰霍普金斯大学)的荣誉单变量微积分课程,主要针对在2018年秋季和2019年秋季两个学期开设。课程内容涵盖两个学期的微积分知识,包括整合和微分两大部分。该课程采用IBL(Inquiry-Based Learning)格式进行教学,即学生先自行解决问题,然后在学习过程中逐步掌握相关理论知识。 知识点二:IBL教学法 IBL教学法,即问题导向的学习方法,是一种以学生为中心的教学模式。在这种模式下,学生在教师的引导下,通过提出问题、解决问题来获取知识,从而培养学生的自主学习能力和问题解决能力。IBL教学法强调学生的主动参与和探索,教师的角色更多的是引导者和协助者。 知识点三:课程难度及学习方法 课程的第一次迭代主要包含问题,难度较大,学生需要有一定的数学基础和自学能力。第二次迭代则在第一次的基础上增加了更多的理论和解释,难度相对降低,更适合学生理解和学习。这种设计旨在帮助学生从实际问题出发,逐步深入理解微积分理论,提高学习效率。 知识点四:课程先决条件及学习建议 课程的先决条件为预演算,即在进入课程之前需要掌握一定的演算知识和技能。建议在使用这些笔记之前,先完成一些基础演算的入门课程,并进行一些数学证明的练习。这样可以更好地理解和掌握课程内容,提高学习效果。 知识点五:TeX格式文件 标签"TeX"意味着该课程的资料是以TeX格式保存和发布的。TeX是一种基于排版语言的格式,广泛应用于学术出版物的排版,特别是在数学、物理学和计算机科学领域。TeX格式的文件可以确保文档内容的准确性和排版的美观性,适合用于编写和分享复杂的科学和技术文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

【实战篇:自定义损失函数】:构建独特损失函数解决特定问题,优化模型性能

![损失函数](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/a83762ba6eb248f69091b5154ddf78ca.png) # 1. 损失函数的基本概念与作用 ## 1.1 损失函数定义 损失函数是机器学习中的核心概念,用于衡量模型预测值与实际值之间的差异。它是优化算法调整模型参数以最小化的目标函数。 ```math L(y, f(x)) = \sum_{i=1}^{N} L_i(y_i, f(x_i)) ``` 其中,`L`表示损失函数,`y`为实际值,`f(x)`为模型预测值,`N`为样本数量,`L_i`为第`i`个样本的损失。 ## 1.2 损
recommend-type

如何在ZYNQMP平台上配置TUSB1210 USB接口芯片以实现Host模式,并确保与Linux内核的兼容性?

要在ZYNQMP平台上实现TUSB1210 USB接口芯片的Host模式功能,并确保与Linux内核的兼容性,首先需要在硬件层面完成TUSB1210与ZYNQMP芯片的正确连接,保证USB2.0和USB3.0之间的硬件电路设计符合ZYNQMP的要求。 参考资源链接:[ZYNQMP USB主机模式实现与测试(TUSB1210)](https://wenku.csdn.net/doc/6nneek7zxw?spm=1055.2569.3001.10343) 具体步骤包括: 1. 在Vivado中设计硬件电路,配置USB接口相关的Bank502和Bank505引脚,同时确保USB时钟的正确配置。
recommend-type

Naruto爱好者必备CLI测试应用

资源摘要信息:"Are-you-a-Naruto-Fan:CLI测验应用程序,用于检查Naruto狂热者的知识" 该应用程序是一个基于命令行界面(CLI)的测验工具,设计用于测试用户对日本动漫《火影忍者》(Naruto)的知识水平。《火影忍者》是由岸本齐史创作的一部广受欢迎的漫画系列,后被改编成同名电视动画,并衍生出一系列相关的产品和文化现象。该动漫讲述了主角漩涡鸣人从忍者学校开始的成长故事,直到成为木叶隐村的领袖,期间包含了忍者文化、战斗、忍术、友情和忍者世界的政治斗争等元素。 这个测验应用程序的开发主要使用了JavaScript语言。JavaScript是一种广泛应用于前端开发的编程语言,它允许网页具有交互性,同时也可以在服务器端运行(如Node.js环境)。在这个CLI应用程序中,JavaScript被用来处理用户的输入,生成问题,并根据用户的回答来评估其对《火影忍者》的知识水平。 开发这样的测验应用程序可能涉及到以下知识点和技术: 1. **命令行界面(CLI)开发:** CLI应用程序是指用户通过命令行或终端与之交互的软件。在Web开发中,Node.js提供了一个运行JavaScript的环境,使得开发者可以使用JavaScript语言来创建服务器端应用程序和工具,包括CLI应用程序。CLI应用程序通常涉及到使用诸如 commander.js 或 yargs 等库来解析命令行参数和选项。 2. **JavaScript基础:** 开发CLI应用程序需要对JavaScript语言有扎实的理解,包括数据类型、函数、对象、数组、事件循环、异步编程等。 3. **知识库构建:** 测验应用程序的核心是其问题库,它包含了与《火影忍者》相关的各种问题。开发人员需要设计和构建这个知识库,并确保问题的多样性和覆盖面。 4. **逻辑和流程控制:** 在应用程序中,需要编写逻辑来控制测验的流程,比如问题的随机出现、计时器、计分机制以及结束时的反馈。 5. **用户界面(UI)交互:** 尽管是CLI,用户界面仍然重要。开发者需要确保用户体验流畅,这包括清晰的问题呈现、简洁的指令和友好的输出格式。 6. **模块化和封装:** 开发过程中应当遵循模块化原则,将不同的功能分隔开来,以便于管理和维护。例如,可以将问题生成器、计分器和用户输入处理器等封装成独立的模块。 7. **单元测试和调试:** 测验应用程序在发布前需要经过严格的测试和调试。使用如Mocha或Jest这样的JavaScript测试框架可以编写单元测试,并通过控制台输出调试信息来排除故障。 8. **部署和分发:** 最后,开发完成的应用程序需要被打包和分发。如果是基于Node.js的应用程序,常见的做法是将其打包为可执行文件(如使用electron或pkg工具),以便在不同的操作系统上运行。 根据提供的文件信息,虽然具体细节有限,但可以推测该应用程序可能采用了上述技术点。用户通过点击提供的链接,可能将被引导到一个网页或直接下载CLI应用程序的可执行文件,从而开始进行《火影忍者》的知识测验。通过这个测验,用户不仅能享受答题的乐趣,还可以加深对《火影忍者》的理解和认识。