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曲线拟合的方法及过程

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一、课程设计题目: 对于函数 xexxf)( 从00 x开始,取步长1.0h的 20 个数据点,求五次最小二乘拟合多项式 5522105)()()()(xxaxxaxxaaxP 其中 19095.020iixx 二、原理分析 (1)最小二乘法的提法 当数据量大且由实验提供时,不宜要求近似曲线)(xy 严格地经过所有数据点),(ii yx,亦即不应要求拟合函数)(x在ix处的偏差(又称残差) iiiyx )( (i=1,2,…,m) 都严格的等于零,但是,为了使近似曲线能尽量反应所给数据点的变化趋势,要求偏差i 适当的小还是必要的,达到这一目标的途径很多,例如,可以通过使最大偏差imax最小来实现,也可以通过使偏差绝对值之和 ii 最小来实现……,考虑到计算方便等因素,通常用使得偏差平方和ii2 最小(成为最小二乘原则)来实现。 按最小二乘原则选择近似函数的方法称为最小二乘法。 用最小二乘法求近似函数的问题可以归结为:对于给定数据),(ii yx (i=1,2,…,m),要求在某个函数类Φ中寻求一个函数)(x*,使 21)(21*)()(minmiiixmiiiyxyx (1 -1 ) 其中)(x为函数类 中任意函数。 (1)确定函数类 ,即确定)(x的形式。这不是一个单纯的数学问题,还与其他领域的一些专业知识有关。在数学上,通常的做法是将数据点),(ii yx描 2 绘在坐标纸上,然后根据这些点的分布情况来选择的)(x形式。 (2)球最小二乘法的解,即求满足条件(1-1)的近似函数)(x*。 (3)最小二乘法的实验原理 设)(x具有如下形式 )(x=F),,,,10xaaan( (1-2) 其中n

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