1、最小二乘也可以拟合二次函数
我们都知道用最小二乘拟合线性函数没有问题,那么能不能拟合二次函数甚至更高次的函数呢?答案当然是可以的。下面我们就来试试用最小二乘来拟合抛物线形状的的图像。
对于二次函数来说,一般形状为 f(x) = a*x*x+b*x+c,其中a,b,c为三个我们需要求解的参数。为了确定a、b、c,我们需要根据给定的样本,然后通过调整这些参数,知道最后找出一组参数a、b、c,使这些所有的样本点距离f(x)的距离平方和最小。用什么方法来调整这些参数呢?最常见的自然就是我们的梯度下降喽。
spicy库中有名为leastsq的方法,只需要输入一系列样本点,给出待求函数的基本形状,就可以针对上述问题求解了。
2、抛物线拟合源码
#!/usr/bin/env python # coding:utf-8 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from scipy.optimize import leastsq # 待拟合的数据 X = np.array([1,2,3,4,5,6]) Y=np.array([9.1,18.3,32,47,69.5,94.8]) # 二次函数的标准形式 def func(params, x): a, b, c = params return a * x * x + b * x + c # 误差函数,即拟合曲线所求的值与实际值的差 def error(params, x, y): return func(params, x) - y # 对参数求解 def slovePara(): p0 = [10, 10, 10] Para = leastsq(error, p0, args=(X, Y)) return Para # 输出最后的结果 def solution(): Para = slovePara() a, b, c = Para[0] print "a=",a," b=",b," c=",c print "cost:" + str(Para[1]) print "求解的曲线是:" print("y="+str(round(a,2))+"x*x+"+str(round(b,2))+"x+"+str(c)) plt.figure(figsize=(8,6)) plt.scatter(X, Y, color="green", label="sample data", linewidth=2) # 画拟合直线 x=np.linspace(0,12,100) ##在0-15直接画100个连续点 y=a*x*x+b*x+c ##函数式 plt.plot(x,y,color="red",label="solution line",linewidth=2) plt.legend() #绘制图例 plt.show() solution()
上面的代码中,稍微注意的是如下几点:
1.func是待拟合的曲线的形状。本例中为二次函数的标准形式。
2.error为误差函数。很多同学会问不应该是最小平方和吗?为什么不是func(params, x) - y * func(params, x) - y?原因是名为lasts的方法中帮我们做了。看一下sklearn中源码的注释就知道什么情况了:
Minimize the sum of squares of a set of equations. x = arg min(sum(func(y)**2,axis=0)) y
二次方的操作在源码中帮我们实现了。
3.p0里放的是a、b、c的初始值,这个值可以随意指定。往后随着迭代次数增加,a、b、c将会不断变化,使得error函数的值越来越小。
4.leastsq的返回值是一个tuple,它里面有两个元素,第一个元素是a、b、c的求解结果,第二个则为cost function的大小!
3.程序的最终结果与拟合曲线
程序最终的输出结果:
a= 2.06607141425 b= 2.5975001036 c= 4.68999985496 cost:1 求解的曲线是: y=2.07x*x+2.6x+4.68999985496
最终的拟合曲线:
4、模拟其他曲线
leastsq函数除了可以模拟线性函数二次函数等多项式,还适用于任何波形的模拟。
比如方波:
def square_wave(x,p): a, b, c, T = p y = np.where(np.mod(x-b,T)<T/2, 1+c/a, 0) y = np.where(np.mod(x-b,T)>T/2, -1+c/a, y) return a*y
比如高斯分布:
def gaussian_wave(x,p): a, b, c, d= p return a*np.exp(-(x-b)**2/(2*c**2))+d
只要将上面代码中的func换成对应的函数即可!
以上这篇在python中利用最小二乘拟合二次抛物线函数的方法就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持。
免责声明:本站资源来自互联网收集,仅供用于学习和交流,请遵循相关法律法规,本站一切资源不代表本站立场,如有侵权、后门、不妥请联系本站删除!
稳了!魔兽国服回归的3条重磅消息!官宣时间再确认!
昨天有一位朋友在大神群里分享,自己亚服账号被封号之后居然弹出了国服的封号信息对话框。
这里面让他访问的是一个国服的战网网址,com.cn和后面的zh都非常明白地表明这就是国服战网。
而他在复制这个网址并且进行登录之后,确实是网易的网址,也就是我们熟悉的停服之后国服发布的暴雪游戏产品运营到期开放退款的说明。这是一件比较奇怪的事情,因为以前都没有出现这样的情况,现在突然提示跳转到国服战网的网址,是不是说明了简体中文客户端已经开始进行更新了呢?
更新日志
- 凤飞飞《我们的主题曲》飞跃制作[正版原抓WAV+CUE]
- 刘嘉亮《亮情歌2》[WAV+CUE][1G]
- 红馆40·谭咏麟《歌者恋歌浓情30年演唱会》3CD[低速原抓WAV+CUE][1.8G]
- 刘纬武《睡眠宝宝竖琴童谣 吉卜力工作室 白噪音安抚》[320K/MP3][193.25MB]
- 【轻音乐】曼托凡尼乐团《精选辑》2CD.1998[FLAC+CUE整轨]
- 邝美云《心中有爱》1989年香港DMIJP版1MTO东芝首版[WAV+CUE]
- 群星《情叹-发烧女声DSD》天籁女声发烧碟[WAV+CUE]
- 刘纬武《睡眠宝宝竖琴童谣 吉卜力工作室 白噪音安抚》[FLAC/分轨][748.03MB]
- 理想混蛋《Origin Sessions》[320K/MP3][37.47MB]
- 公馆青少年《我其实一点都不酷》[320K/MP3][78.78MB]
- 群星《情叹-发烧男声DSD》最值得珍藏的完美男声[WAV+CUE]
- 群星《国韵飘香·贵妃醉酒HQCD黑胶王》2CD[WAV]
- 卫兰《DAUGHTER》【低速原抓WAV+CUE】
- 公馆青少年《我其实一点都不酷》[FLAC/分轨][398.22MB]
- ZWEI《迟暮的花 (Explicit)》[320K/MP3][57.16MB]