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MATLAB之数据分析与多项式计算

本节主要介绍了MATLAB中常用的统计分析函数、多项式相关计算以及数据插值与曲线拟合函数。

数据统计分析

1.最大值与最小值

  • max() 与 min()
  • [y,k]=max(A,[],dim) %dim=1(默认值)时,求每列的最大值,并返回一个每列最大值下标的行向量;当dim=2时,求每行的最大值,并返回一个每行最大值小标的列向量;dim=‘all’即求全局最大值
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2.平均值和中值

  • mean(A,dim) %求算术平均值
  • median(A,dim) %求中值

3.和与求积

  • sum(A,dim) %求和函数
  • prod(A,dim) %求积函数

4.累加和与累乘积

  • cumsum(A,dim) %累加和函数
  • cumprod(A,dim) %累乘积函数
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5.标准差与相关系数

  • std(A,flag,dim) %flag=0时,按S1所列公式计算样本标准方差;当flag=1时,按S2所列公式计算样本标准方差,在默认情况下,flag=0,dim=1

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  • corrcoef(X,Y) %X,Y是向量,用于求X,Y向量之间的相关系数

6.排序

  • [Y,I]=sort(A,dim,mode)
  • mode取’ascend’ or ‘descend’,默认升序
  • Y是排序后的矩阵,而I记录Y中的元素在A中位置
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多项式计算

1.多项式的四则运算

  • 多项式的加减运算:直接对向量使用+、-两个向量长度必须一致
  • 多项式乘法:conv(P1,P2) %P1、P2是两个多项式系数向量
  • 多项式相除:[Q,r]=deconv(P1,P2) %Q返回多项式P1除以P2的商,r返回P1除以P2的余式
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2.多项式求导

  • p=polyder(P) %求多项式P的导函数
  • p=plolyder(P,Q) %求P×Q的导函数
  • [p,q]=polyder(P,Q) %求P/Q的导函数,导函数的分子存入p,分母存入q
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3.多项式求值

  • polyval(p,x) %对x中的每个数求值
  • polyvalm(p,x) %要求x为方阵(n*n),将这个方阵作为整体带入多项式求值
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4.多项式求根

  • root(P) %p为多项式的系数向量
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数据插值

1.一维插值函数interp1(X,Y,X1,method)

  • 将根据X、Y的值,计算函数在X1处的值
  • 其中,X、Y是两个等长已知向量,X1是一个向量或标量,表示要插值的点
  • method:插值方法
    • linear:线性插值(默认方法),将与插值点靠近的两个数据点用直线连接,并在直线上选取对应插值点的数据
    • nearest:最近点插值,选择最近样本点的值作为插值数据
    • pchip、spline:是曲线更光滑
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2.二维插值函数interp2(X,Y,Z,X1,Y1,method)

  • 使用方法与一维相同,但不支持pchip方法

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曲线拟合

  • 多项式拟合函数polyfit()
  • P=polyfit(X,Y,m) %X、Y是样本数据,m是拟合的阶数,P是返回的多项式的系数
  • [P,S]=polyfit(X,Y,m) %X、Y是样本数据,m是拟合的阶数,P是返回的多项式的系数。S是结构体,包括R(系数矩阵的QR分解的上三角阵),df(自由度),normr(拟合误差平方和的算术平方根)

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