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
- 在传统.NET Framework 上运行ASP.NET Core项目
新的项目我们想用ASP.NET Core来开发,但是苦于我们历史的遗产很多,比如<使用 JavaScriptService 在.NET Core 里实现DES加密算法>,我们要估计等到.N ...
- .NET面试题系列[8] - 泛型
“可变性是以一种类型安全的方式,将一个对象作为另一个对象来使用.“ - Jon Skeet .NET面试题系列目录 .NET面试题系列[1] - .NET框架基础知识(1) .NET面试题系列[2] ...
- 【原】AFNetworking源码阅读(六)
[原]AFNetworking源码阅读(六) 本文转载请注明出处 —— polobymulberry-博客园 1. 前言 这一篇的想讲的,一个就是分析一下AFSecurityPolicy文件,看看AF ...
- Mysql事务探索及其在Django中的实践(一)
前言 很早就有想开始写博客的想法,一方面是对自己近期所学知识的一些总结.沉淀,方便以后对过去的知识进行梳理.追溯,一方面也希望能通过博客来认识更多相同技术圈的朋友.所幸近期通过了博客园的申请,那么今天 ...
- Hbase的伪分布式安装
Hbase安装模式介绍 单机模式 1> Hbase不使用HDFS,仅使用本地文件系统 2> ZooKeeper与Hbase运行在同一个JVM中 分布式模式– 伪分布式模式1> 所有进 ...
- JAVA装饰者模式(从现实生活角度理解代码原理)
装饰者模式可以动态地给一个对象添加一些额外的职责.就增加功能来说,Decorator模式相比生成子类更为灵活. 该模式的适用环境为: (1)在不影响其他对象的情况下,以动态.透明的方式给单个对象添加职 ...
- 微软收购Xamarin,你怎么看?
今天的最大新闻就是微软收购热门初创企业Xamarin,从网上的反馈大部分都是积极的,也有担心微软在把Xamarin移动开发技术整合进VS的同时,还很有可能废掉MONO的GUI客户端能力只保留.net ...
- Visual Studio Code 配置指南
Visual Studio Code (简称 VS Code)是由微软研发的一款免费.开源的跨平台文本(代码)编辑器.在我看来它是「一款完美的编辑器」. 本文是有关 VS Code 的特性介绍与配置指 ...
- Mac 词典工具推荐:Youdao Alfred Workflow(可同步单词本)
想必大家都有用过 Mac 下常见的几款词典工具: 特性 系统 Dictionary 欧路词典 Mac 版 有道词典 Mac 版 在线搜索 ✗ ✔ ✔ 屏幕取词 ☆☆☆ ★★☆ ★☆☆ 划词搜索 ★★★ ...
- 深入理解jQuery、Angular、node中的Promise
最初遇到Promise是在jQuery中,在jQuery1.5版本中引入了Deferred Object,这个异步队列模块用于实现异步任务和回调函数的解耦.为ajax模块.队列模块.ready事件提供 ...