一位插值二维插值.ppt

实验十二 实验数据的插值 一、实验目的 学会MATLAB软件中利用给定数据进行插值运算的方法。 二、相关知识 在生产和科学实验中，自变量 与因变量 间的函数关系 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需要较大的计算量而只能计算函数在若干点的函数值或导数值，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 ，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或者接近已知的值，寻找这样的函数 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。 二、相关知识 （1）测量数据的数据量较小并且数据值是准确的，或者基本没有误差，这时我们一般用插值的方法来解决问题。 （2）测量数据的数据量较大或者测量值与真实值有误差，这时一般用曲线拟合的方法来解决问题。为了完成这样的任务，需要构造一个比较简单的函数 ，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或者接近已知的值，寻找这样的函数 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）测量数据的数据量较小并且数据值是准确的，或者基本没有误差，这时我们一般用插值的方法来解决问题。 （2）测量数据的数据量较大或者测量值与真实值有误差，这时一般用曲线拟合的方法来解决问题。 在MATLAB中，无论是插值还是拟合，都有相应的命令来处理。本实验讨论插值。 一维插值 已知离散点上的数据集 ，即已知在点集 上的函数值 ，构造一个解析函数（其图形为一曲线）通过这些点，并能够求出这些点之间的值，这一过程称为一维插值。完成这一过程可以有多种方法，我们现在 在MATLAB中，无论是插值还是拟合，都有相应的命令来处理。本实验讨论插值。 一维插值 已知离散点上的数据集 ，即已知在点集 上的函数值 ，构造一个解析函数（其图形为一曲线）通过这些点，并能够求出这些点之间的值，这一过程称为一维插值。完成这一过程可以有多种方法，我们现在利用MATLAB提供的函数interp1，这个函数的调用格式为： yi=interp1(X,Y,xi,method) 该命令用指定的算法找出一个一元函数 ，然后以 给出 处的值。 xi 可以是一个标量，也可以是一个向量，是向量时，必须单调，method可以下列方法之一： ‘nearest’：最近邻点插值，直接完成计算； ‘spline’：三次样条函数插值； ‘linear’：线性插值（缺省方式），直接完成计算 利用MATLAB提供的函数interp1，这个函数的调用格式为： yi=interp1(X,Y,xi,method) 该命令用指定的算法找出一个一元函数 ，然后以 给出 处的值。 xi 可以是一个标量，也可以是一个向量，是向量时，必须单调，method可以下列方法之一： ‘nearest’：最近邻点插值，直接完成计算； ‘spline’：三次样条函数插值； ‘linear’：线性插值（缺省方式），直接完成计算 ‘cubic’：三次函数插值； 对于[min{xi},max{xi}]外的值，MATLAB使用外推的方法计算数值。 例1：已知某产品从1900年到2019年每隔10年的产量为：75.995, 91.972, 105.711,123.203, 131.699, 150.697, 179.323, 203.212, 226.505, 249.633, 256.344, 267.893，计算出2019年的产量，用三次样条插值的方法，画出每隔一年的插值曲线图形，同时将原始的数据画在同一图上。 ‘cubic’：三次函数插值； 对于[min{xi},max{xi}]外的值，MATLAB使用外推的方法计算数值。 例1：已知某产品从1900年到2019年每隔10年的产量为：75.995, 91.972, 105.711,123.203, 131.699, 150.697, 179.323, 203.212, 226.505, 249.633, 256.344, 267.893，计算出2019年的产量，用三次样条插值的方法，画出每隔一年的插值曲线图形，同时将原始的数据画在同一图上。 解：程序如下 year=1900:10: