如何使用Matlab中的polyfit函数和fminsearch函数进行多项式和非线性函数的最小二乘拟合？请提供示例代码。

在Matlab中，最小二乘法是一种强大的工具，用于寻找数据的最佳拟合曲线。无论是多项式拟合还是非线性函数拟合，Matlab都提供了方便的函数来简化这一过程。polyfit函数专用于多项式拟合，而fminsearch函数可以用于求解非线性最小化问题，包括但不限于分数函数、指数函数、对数线性模型和高斯函数的拟合。

参考资源链接：[Matlab最小二乘法曲线拟合实例与方法探讨](https://wenku.csdn.net/doc/74nkxpi0t1?spm=1055.2569.3001.10343)

对于多项式拟合，可以使用polyfit函数。例如，若要拟合一个二次多项式，首先需要准备数据点的x和y坐标向量，然后使用polyfit进行拟合，代码如下：

x = [1, 2, 3, 4, 5];  % 自变量
y = [2, 4, 6, 8, 10]; % 因变量
p = polyfit(x, y, 2); % 2代表二次多项式
fittedY = polyval(p, x); % 计算拟合后的y值

% 绘制原始数据和拟合曲线
plot(x, y, 'o', x, fittedY, '-');

对于非线性函数拟合，如指数函数y = a*exp(b*x)，我们可以使用fminsearch函数，它需要一个目标函数和一个参数猜测的初始值。目标函数会计算预测值和实际值之间差异的平方和。以下是使用fminsearch拟合指数函数的示例代码：

% 原始数据
x = [1, 2, 3, 4, 5];
y = [2.7183, 7.3891, 20.0855, 54.5982, 148.4132];

% 指数函数模型
model = @(b, x) b(1) * exp(b(2) * x);

% 目标函数计算残差平方和
residuals = @(b) sum((y - model(b, x)).^2);

% 初始参数猜测
initialGuess = [1, 1];

% 使用fminsearch最小化残差平方和
options = optimset('Algorithm', 'quasi-newton', 'Display', 'iter');
[bEst, resnorm, ~, exitflag, output] = fminsearch(residuals, initialGuess, options);

% 使用估计参数计算拟合曲线
fittedY = model(bEst, x);

% 绘制原始数据和拟合曲线
plot(x, y, 'o', x, fittedY, '-');

在使用这些工具时，理解你所拟合的函数模型以及数据的特性至关重要。Matlab的文档和《Matlab最小二乘法曲线拟合实例与方法探讨》能为你提供深入理解和应用这些工具所需的详细信息和示例。通过这些资源，你可以更好地掌握如何在Matlab中进行有效的曲线拟合，无论是线性还是非线性模型。

参考资源链接：[Matlab最小二乘法曲线拟合实例与方法探讨](https://wenku.csdn.net/doc/74nkxpi0t1?spm=1055.2569.3001.10343)