分段二次插值——用Python进行数值计算
事实上在实际使用中,高次插值显然是很不适合的,高次插值将所有样点包涵进一个插值函数中,这是次幂高的原因。高次计算复杂,而且刚开始的一点误差会被方的很大。因此将整个区间分为若干个小区间,在每一个小区间进行插值这样更好,实现容易,也方便在一些嵌入式设备上使用。有不少需要插值方法的场景是在嵌入式的应用中。
我以等距节点的二次插值为例,以每三个节点为一个子区间。
等距节点二次插值很好写,由于每个区间只有三个插值节点,计算差商也不必使用拉格朗日插值中使用的递归,直接列表达式也很简单(实际上等距节点二次插值就是只有三个节点的拉格朗日插值,只是此时在定义域内,有很多个拉格朗日插值函数,每个子区间对应一个)。递归的副作用相当的明显,尽管写成尾递归可以减小副作用,但是能避免递归还是避免吧。
分段插值函数可以表示为:

每一个插值函数表达式:

如上,不需要用递归求差商,方便很多。一个函数即可搞定。
"""
@brief: 获得分段二次插值函数
@param: x 插值节点的横坐标集合
@param: fx 插值节点的纵坐标集合
@return: 参数所指定的插值节点集合对应的插值函数
"""
def get_sub_two_interpolation_func(x = [], fx = []): def sub_two_interpolation_func(Lx):
result = 0
for index in range(len(x)-2):
if Lx >= x[index] and Lx <= x[index+2]:
result = fx[index]*(Lx-x[index+1])*(Lx-x[index+2])/(x[index]-x[index+1])/(x[index]-x[index+2]) + \
fx[index+1]*(Lx-x[index])*(Lx-x[index+2])/(x[index+1]-x[index])/(x[index+1]-x[index+2]) + \
fx[index+2]*(Lx-x[index])*(Lx-x[index+1])/(x[index+2]-x[index])/(x[index+2]-x[index+1])
return result return sub_two_interpolation_func

"""
demo:
"""
if __name__ == '__main__': ''' 插值节点, 这里用二次函数生成插值节点,每两个节点x轴距离位10 '''
sr_x = [i for i in range(-50, 51, 10)]
sr_fx = [i**2 for i in sr_x] Lx = get_sub_two_interpolation_func(sr_x, sr_fx) # 获得插值函数
tmp_x = [i for i in range(-45, 45)] # 测试用例
tmp_y = [Lx(i) for i in tmp_x] # 根据插值函数获得测试用例的纵坐标 ''' 画图 '''
import matplotlib.pyplot as plt
plt.figure("play")
ax1 = plt.subplot(111)
plt.sca(ax1)
plt.plot(sr_x, sr_fx, linestyle = ' ', marker='o', color='b')
plt.plot(tmp_x, tmp_y, linestyle = '--', color='r')
plt.show()
插值函数图像:

分段二次插值——用Python进行数值计算的更多相关文章
- python与数值计算环境搭建
数值计算的编程的软件很多种,也见过一些编程绘图软件的对比. 利用Python进行数值计算,需要用到numpy(矩阵) ,scipy(公式符号), matplotlib(绘图)这些工具包. 1.Linu ...
- 复化梯形求积分——用Python进行数值计算
用程序来求积分的方法有很多,这篇文章主要是有关牛顿-科特斯公式. 学过插值算法的同学最容易想到的就是用插值函数代替被积分函数来求积分,但实际上在大部分场景下这是行不通的. 插值函数一般是一个不超过n次 ...
- 牛顿插值法——用Python进行数值计算
拉格朗日插值法的最大毛病就是每次引入一个新的插值节点,基函数都要发生变化,这在一些实际生产环境中是不合适的,有时候会不断的有新的测量数据加入插值节点集, 因此,通过寻找n个插值节点构造的的插值函数与n ...
- Python 3 数值计算
Python 3.4.3 (v3.4.3:9b73f1c3e601, Feb 24 2015, 22:43:06) [MSC v.1600 32 bit (Intel)] on win32Type & ...
- 埃尔米特插值问题——用Python进行数值计算
当插值的要求涉及到对插值函数导数的要求时,普通插值问题就变为埃尔米特插值问题.拉格朗日插值和牛顿插值的要求较低,只需要插值函数的函数值在插值点与被插函数的值相等,以此来使得在其它非插值节点插值函数的值 ...
- 拉格朗日插值法——用Python进行数值计算
插值法的伟大作用我就不说了.... 那么贴代码? 首先说一下下面几点: 1. 已有的数据样本被称之为 "插值节点" 2. 对于特定插值节点,它所对应的插值函数是必定存在且唯一的(关 ...
- 用python做数值计算
http://sebug.net/paper/books/scipydoc/scipy_intro.html http://www.cnblogs.com/weilq/p/3432817.html h ...
- Python进行数值计算
1.计算积分 (1)计算定积分 from scipy import integrate #定义函数def half_circle(x): return (1-x**2)**0.5 pi_half, e ...
- Python生态环境简介[转]
Python生态环境简介 作者: Mir Nazim 原文: Python Ecosystem - An Introduction 译者: dccrazyboy 原译: Python生态环境简介 当 ...
随机推荐
- C语言 · 高精度加法
问题描述 输入两个整数a和b,输出这两个整数的和.a和b都不超过100位. 算法描述 由于a和b都比较大,所以不能直接使用语言中的标准数据类型来存储.对于这种问题,一般使用数组来处理. 定义一个数组A ...
- 简谈百度坐标反转至WGS84的三种思路
文章版权由作者李晓晖和博客园共有,若转载请于明显处标明出处:http://www.cnblogs.com/naaoveGIS/ 1.背景 基于百度地图进行数据展示是目前项目中常见场景,但是因为百度地图 ...
- 如何创建Vim Dotfile?
Dotfile是电脑系统里的隐藏文件,它是专门给更高级的用户,如开发者.程序员或工程师使用的,让他们用来调整系统.如何创建Vim-Dotfile? 可以参考以下步骤: 1. 首先,你要检查一下.vim ...
- PowerShell实现批量重命名文件
[string]$FileName="E:\test11" #-------------------------------------- Clear-Host foreach($ ...
- H5坦克大战之【玩家控制坦克移动】
自从威少砍下45+11+11的大号三双之后,网上出现了各种各样的神级段子,有一条是这样的: 威少:Hey,哥们,最近过得咋样! 浓眉:对方开启了好友验证,请先添加对方为好友 威少:...... JRS ...
- AFNetworking 3.0 源码解读(八)之 AFImageDownloader
AFImageDownloader 这个类对写DownloadManager有很大的借鉴意义.在平时的开发中,当我们使用UIImageView加载一个网络上的图片时,其原理就是把图片下载下来,然后再赋 ...
- 用angular怎么缓存父页面数据
angular做单页面应用是一个比较好的框架,但是它有一定的入门难度,对于新手来说可能会碰到很多坑,也有许多难题,大部分仔细看文档,找社区是能解决的. 但有些问题也许资料比较少,最近遇到过一个要缓存父 ...
- 解决:SharePoint当中的STP网站列表模板没有办法导出到其它语言环境中使用
首在在你的英文版本上,导出列表或是网站的模板,这个文件可能是这样滴:template.stp 把这个文件 template.stp 命名为 template.cab 解压 这个 *.cab 文件 在解 ...
- (转)从0开始搭建SQL Server AlwaysOn 第一篇(配置域控+域用户DCADMIN)
原文地址: http://www.cnblogs.com/lyhabc/p/4678330.html 实验环境: 准备工作 软件准备 (1) SQL Server 2012 (2) Windows S ...
- nginx安装
nginx工作模式-->1个master+n个worker进程 安装nginx的所需pcre库[用于支持rewrite模块] 下载软件方法: 搜索 pcre download 网址:http: ...