Приближение функции

Содержание

Слайд 2

и тогда многочлен (1) примет вид: Многочлен, который в n+1 узловой

и тогда многочлен (1) примет вид:

Многочлен, который в n+1 узловой точке

будет принимать заданные значения, можно представить как сумму многочленов вида (2).

где i = 0,1,2,3,…….,n, который только в точке xi принимает значение yi , а в остальных равен нулю.

из этого условия можно определить ci:

Рассмотрим многочлен вида

Слайд 3

Пример. По заданным точкам Определить интерполяционный многочлен L(x). L(x)=x2

Пример. По заданным точкам

Определить интерполяционный многочлен L(x).

L(x)=x2

Слайд 4

function yr=lagrange(x,y,xz) n=length(x) nz=length(xz) i=1 шаг 1 до nz k=1 шаг

function
yr=lagrange(x,y,xz)

n=length(x)

nz=length(xz)

i=1 шаг 1 до nz

k=1 шаг 1 до n

j=1 шаг 1

до n

yr(i)=0

pr=1

pr=pr*(xz(i)-x(j))/(x(k)-x(j))

j~=k

yr(i)=yr(i)+pr*y(k)

End

Begin

End

x,y,xz

yz

yz=lagrange(x,y,xz)

lagrange(x,y,xz)

Слайд 5

Метод наименьших квадратов Пусть данные некоторого эксперимента представлены в виде таблицы

Метод наименьших квадратов

Пусть данные некоторого эксперимента представлены в виде таблицы значений

независимой переменной x и зависимой переменной y:

Требуется отыскать аналитическую зависимость f(x,a0,a1,…,am), являющуюся функцией одной независимой переменной x и параметров a0,a1,a2,…,am, которая наилучшим образом описывала бы эти экспериментальные данные в смысле минимума квадратичного критерия рассогласования R(a0,a1,…,am):

Аппроксимация.

Слайд 6

Функцию f(x,a0,a1,…,am) определим как полином степени m вида: Надо найти такие

Функцию f(x,a0,a1,…,am) определим как полином степени m вида:

Надо найти такие значения

параметров, при которых квадратичный критерий рассогласования имел бы минимальное значение

Тогда критерий R будет являться функцией трёх переменных a0,a1,a2 :

Вывод формулы для определения параметров в матричном виде рассмотрим на примере полинома второй степени (m=2).

Слайд 7

или Необходимые условия минимума критерия R имеют вид:

или

Необходимые условия минимума критерия R имеют вид:

Слайд 8

Полученную линейную относительно искомых параметров a0,a1,a2, систему уравнений запишем в матричном

Полученную линейную относительно искомых параметров a0,a1,a2, систему уравнений запишем в матричном

виде:

где

Для удобства формирования матрицы коэффициентов

и столбца свободных членов

элементы которой определяются

введем матрицу

тогда

через значения независимой переменной xi, i=0,1,2,…,n

Слайд 9

При аппроксимации полиномами высших порядков матрица будет иметь вид: Пример. Определить

При аппроксимации полиномами высших порядков матрица будет иметь вид:

Пример. Определить параметры

зависимости вида

используя метод наименьших квадратов, по следующим экспериментальным данным:

В общем случае
количество строк в матрицы равно количеству точек, а количество столбцов равно количеству параметров, где строка состоит из значений частных производных от функции f(x,a0,a1,…,am) по соответствующему параметру.

Слайд 10

Слайд 11