气温变化趋势曲线

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1、数值分析课程设计报告第9页，共15页一、课程设计目的：1．训练学生灵活应用所学数值分析知识，独立完成问题分析，结合数值分析理论知识，编写程序求解指定问题。2．初步掌握解决实际问题过程中的对问题的分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能；3．提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力；4.训练用数值分析的思想方法和编程应用技能模拟解决实际问题，巩固、深化学生的理论知识，提高学生对数值分析的认知水平和编程水平，并在此过程中培养他们严谨的科学态度和良好的工作作风二、课程设计任务与要求：课程设计题目：

2、气温变化趋势曲线【问题描述】上网下载自己家乡所在城市某一天天气预报中的气温数据（24小时，每小时一个数据），然后采用最小二乘拟合的思想和算法求解上述气温变化的趋势曲线。（需要认真观察数据，提出数据变化曲线的函数形式，建议从最低气温时间开始。）【实现要求】1、在处理每个题目时，要求分别从数据处理阶段和程序设计阶段两个主要阶段实现课程设计，详细的通过文字以及插图等形式，按需求分析、数据处理、算法设计、代码、计算结果和程序执行的截图等若干步骤完成题目，最终写出完整的分析报告。前期准备工作完备与否直接影响到后序上机调试工

3、作的效率。在程序设计阶段应尽量利用已有的标准函数，加大代码的重用率。2、设计的题目要求达到一定工作量，并具有一定的深度和难度。3、程序设计语言推荐使用C/C++，程序书写规范，源程序需加必要的注释;4、每位同学需提交可独立运行的程序；5、每位同学需独立提交设计报告书（每人一份），要求编排格式统一、规范、内容充实；6、课程设计实践作为培养学生动手能力的一种手段，单独考核。三、课程设计说明书【需求分析】从网上下载自己所在家乡的某一日（河北省邯郸市5月2日）的气温数据（原则上应为24个小时，24个数据），然后根据这一组

4、数据，提出合适的数学模型（函数形式），用最小二乘拟合的思想和算法求解该曲线。【数据下载】我采用的数据是河北省邯郸市，在5月2日的气温数据：数值分析课程设计报告第9页，共15页为了便于比较，我将最终的设计图放到这里（由于刻度的规定不同，所以要注意刻度的标示！后面还根据设计流程附图）：整点的数据信息为：时刻(h)121314151617181920212223气温(℃)29.532.630.431.031.230.128.527.025.224.122.621.620.5时刻(h)01234567891011气温(℃

5、)19.719.018.418.217.817.917.918.821.123.928.430.7【数据处理概要】1、由于在两端取的是同一个时刻，但不同的天对应相同的时刻，温度是不同的，所以在表格中12点对应有两个温度。而且由于是拟合连续光滑的无线，所以这个数据对于本问题的求解是没有影响的。2、画出的曲线X轴和Y轴的交点设置在4点的时候，因为这时候的气温是最低的。3、函数形式采用多项式，最高项次数由程序计算得出3-4组数据（即3-4组不同最高次幂的待定系数），然后再Excel中将这3-4个多项式方程的曲线画出来，

6、取最为逼近各整点时刻的气温曲线。【详细设计】1）因为这个设计中要先算出几组多项式的系数，我计算的是3组，分别是6次多项式、5次多项式和4次多项式。数值分析课程设计报告第9页，共15页程序源代码：为了使报告清晰明了，程序的源代码附录在本课程设计报告的最后。程序运行结果：2）然后将所下载的数据填入到Excel表格中：数值分析课程设计报告第9页，共15页3）分别在3、4、5列第二格中输入公式：C2=-0.000001*Sheet1!A2*Sheet1!A2*Sheet1!A2*Sheet1!A2*Sheet1!A2*S

7、heet1!A2+0.000134*Sheet1!A2*Sheet1!A2*Sheet1!A2*Sheet1!A2*Sheet1!A2-0.004772*Sheet1!A2*Sheet1!A2*Sheet1!A2*Sheet1!A2+0.047766*Sheet1!A2*Sheet1!A2*Sheet1!A2+0.117442*Sheet1!A2*Sheet1!A2-1.812578*Sheet1!A2+20.525732D2=0.000079*Sheet1!A2*Sheet1!A2*Sheet1!A2*Shee

8、t1!A2*Sheet1!A2-0.003497*Sheet1!A2*Sheet1!A2*Sheet1!A2*Sheet1!A2+0.034939*Sheet1!A2*Sheet1!A2*Sheet1!A2+0.169372*Sheet1!A2*Sheet1!A2-1.862502*Sheet1!A2+20.500366E2=0.001037*Sheet1!A2*Shee