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
- SSH实战 · 唯唯乐购项目(上)
前台需求分析 一:用户模块 注册 前台JS校验 使用AJAX完成对用户名(邮箱)的异步校验 后台Struts2校验 验证码 发送激活邮件 将用户信息存入到数据库 激活 点击激活邮件中的链接完成激活 根 ...
- 基于Oracle安装Zabbix
软件版本 Oracle Enterprise Linux 7.1 64bit Oracle Enterprise Edition 12.1.0.2 64bit Zabbix 3.2.1 准备工作 上传 ...
- Android业务组件化之URL Scheme使用
前言: 最近公司业务发展迅速,单一的项目工程不再适合公司发展需要,所以开始推进公司APP业务组件化,很荣幸自己能够牵头做这件事,经过研究实现组件化的通信方案通过URL Scheme,所以想着现在还是在 ...
- 用scikit-learn学习谱聚类
在谱聚类(spectral clustering)原理总结中,我们对谱聚类的原理做了总结.这里我们就对scikit-learn中谱聚类的使用做一个总结. 1. scikit-learn谱聚类概述 在s ...
- AbpZero--1.如何开始
1.加群 群号:104390185,下载这个文件并解压 用VS2015打开aspnet-zero-1.9.0.1 2.修改Web项目web.config连接字符串 <add name=" ...
- 使用HTML5的cavas实现的一个画板
<!DOCTYPE html><html><head> <meta charset="utf-8"> <meta http-e ...
- MySQL ALTER命令
当我们需要修改数据表名或者修改数据表字段时,就需要使用到MySQL ALTER命令. 开始本文教程前让我们先创建一张表,表名为:testalter_tbl. root@host# mysql -u r ...
- 《开源博客Q群》和《NET上海Q群》入群须知
开源博客Q群 群名:<嗨-博客> 群号:469075305(已满) 491585006(New) 群简介:“我们每个猿都有一个搭建自己独立博客的梦”. 入群要求: 您可以是HR,私聊管理员 ...
- Nodejs之MEAN栈开发(七)---- 用Angular创建单页应用(下)
上一节我们走通了基本的SPA基础结构,这一节会更彻底的将后端的视图.路由.控制器全部移到前端.篇幅比较长,主要分页面改造.使用AngularUI两大部分以及一些优化路由.使用Angular的其他指令的 ...
- 创建一个Phone实体,完成多页面的电话簿项目
添加实体 在类库CORE中添加: [Table("PbPhones")] public class Phone : CreationAuditedEntity<long> ...