数值分析法相关知识在生产和科学实验中,自变量x与因变量 y 间的函数关系( )yf x 有时不能写出解析表达式,而只能得到函数在若干点的函数值或导数值,或者表达式过于复杂而需要较大的计算量
当要求知道其它点的函数值时,需要估计函数值在该点的值
为了完成这样的任务, 需要构造一个比较简单的函数( )yx ,使函数在观测点的值等于已知的值,或使函数在该点的导数值等于已知的值,寻找这样的函数( )yx 有很多方法
根据测量数据的类型有以下两类处理观测数据的方法
(1)测量值是准确的,没有误差,一般用插值
(2)测量值与真实值有误差,一般用曲线拟合
曲线拟合法已知离散点上的数据集1122{(,),(,),,(,)}nnx yxyxy,即已知在点集12{,,,}nx xx上的函数值12{,,,}ny yy,构造一个解析函数 (其图形为一曲线) 使( )f x 在原离散点ix 上尽可能接近给定的iy 值,这一过程称为曲线拟合
曲线拟合的一般步骤是先根据实验数据,结合相关定律,将要寻求的最恰当的拟合曲线方程形式预测出来,再用其他的数学方法确定经验公式中的参数
对于事先给定的一组数据,确定经验公式一般可分为三步进行:(1)、确定经验公式的形式:根据系统和测定的数据的特点,并参照已知图形的特点确定经验公式的形式
(2)、确定经验公式中的待定系数:计算待定系数的方法有许多常用的法有图示法、均值法、差分法、最小二乘法、插值法等
(3)、检验:求出经验公式后,还要将测定的数据与用经验公式求出的理论数据作比较,验证经验公式的正确性,必要时还要修正经验公式
关于确定经验公式的形式,可从以下几个方面入手:(1)、利用已知的结论确定经验公式形式,如由已知的胡克定律可以确定在一定条件下,弹性体的应变与应力呈线性关系等
(2)、从分析实验数据的特点入手,将之与已知形式的函数图形相对照,确定经验公式的形式