数学建模:3.插值与拟合
(以下是个人在学习过程中的理解,可能会有所偏差)
一、插值
1.插值的作用
数模比赛中,常常需要根据已知的函数点进行数据、模型的处理和
分析,而有时候现有的数据是极少的,不足以支撑分析的进行,这时就
需要使用一些数学的方法,“模拟产生”一些新的但又比较靠谱的值来满
足需求。
2.插值法的分类
分段插值、插值多项式、三角插值,其中前两项用的较多
较常用的方法:
拉格朗日插值法,牛顿插值法、埃尔米特插值,三次样条插值。前三种存在龙格现象
(高次插值会产生龙格现象,即在两端处波动极大,产生明显的震荡。)
3.个人收获:
从学习情况来看三次样条插值的方法较好,matlab语句为:
p = spline(x, y, new_x);等价于 p = interpn (x, y, new_x, ’spline’);
x,y:代表已知样本的横坐标和纵坐标,而new_x代表了要预测的样本横坐标,可以是一个数,也可以是一个向量,返回的是new_x的预测值(曲线上的任何地方都能知道)。
二、拟合
1.拟合的作用
与插值问题不同,在拟合问题中不需要曲线一定经过给定的点。拟
合问题的目标是寻求一个函数(曲线),使得该曲线在某种准则下与所
有的数据点最为接近,即曲线拟合的最好(最小化损失函数)。
2.拟合的求解
最小二乘法的定义:

下以直线为例进行求解:

对于R^2应用场景中的线性,要注意表示的是对参数为线性(线性于参数),而不是对变量
如:y = a+bx^2,由于参数a,b是线性的,所以可用R^2进行判断,这与数学上的线性有较大的差异
3.拟合工具箱的使用(略,要记住很方便)
三、两者的区别
拟合曲线不一定要经过给定的点,而插值要经过。
仅记录自己学习过程中的感悟与心得
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