数据的曲线拟合

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1、数据的曲线拟合(Matlab)实验5、问题人口预测问题。下面给出的美国1900到到2000年的人口数。我们的目标是预测未来的人口数。t190019101920193019401950y75.99591.972105.711123.203131.669150.697t19601970198019902000y179.323203.212226.505249.633281.422无论是插值问题还是曲线拟合问题,总是巳知一个函数在若干点处的信息(如实测数据),希望构造近似函数,用得到的插值或逼近函数给出被逼近函数在其他点处的值(如无法实测的点),或了解函数的整体情

2、况。学会用Matlab软件,来完成对数据的拟合和插值的方法。三、预备知识1、设a=x0

3、定的数据(xj,yj),j=0,1,…,n,选取适当阶数的多项式g(x),使g(x)尽可能接近这些数据。这可以通过求解下面的最小化问题来实现:设解为,则g(x)=用Matlab可以很容易地作插值和拟合,这既使读者避开了繁琐的原理性说明,也能了解插值和拟合的意义,并且可以自如地使用这种数学技术来解决实际问题。当然,如果有兴趣,也可以了解相关的“数值计算”内容。就是所需的近似函数。2、本实验中所用Matlab命令提示:★yi=interp1(x1,y1,xi,’linear’);%一元插值函数interpl,其中x1,y1为节点,命令对应函数yi=g(xi);★

4、zi=interp1(x1,y1,xi,’cubic’):%三次多项式插值;★p=polyfit(x1,y1,n):%多项式拟合函数polyfit(),[p,s]=polyfit(x1,y1,n):x1,y1为节点,n为多项式阶数,矩阵s为生成预测值的误差估计;★y=polyval(p,x):%多项式曲线求值函数polyval,[y,DELTA]=polyval(p,x,s)前者为返回对x在系数p的多项式的值,后者为输出s得出误差估计Y±DELTA;★所用函数:nlinfit()%带有待定常数的自定义函数调用格式:[beta,r,J]=nlinfit(x,y

5、,’fun’,beta0)(说明:beta返回函数’fun’中的待定常数;r表示残差;J表示雅可比矩阵;x,y为数据;’fun’自定义函数;beta0待定常数初值。)四、实验内容与要求1、就给出的美国1900到到2000年的人口数,拟合出多项式和向自定义函数拟合,并预测2010年美国的人口数。t190019101920193019401950y75,99591,972105,711123,203131,669150,697t19601970198019902000y179,323203,212226,505249,633281,4222、X取1,2,…,20

6、,y=x+3sin(x),分别用6阶、10阶曲线进行逼近。3、下表为某保险公司100个赔款样本的赔款状况,求出:(1)画直方图、散点图;(2)若分布适合对数正态分布模型,求参数μ,σ;(3)画对数正态分布密度图形。赔款额(元)赔款次数0—4002400—80024800—1200321200—1600211600—2000102000—240062400—280032800—320013200—360013600—以上0总数100五、思考与练习1、已知数据见下表,求xi=0.025时的yi的值。X00.10.20.30.40.50.60.70.80.91Y0

7、.30.511.41.61.90.60.40.81.52并求:x=0.2500、0.3500、0.4500时y的函数值。2、某保险公司1990年—1996年的保费收入如下表,试预测该公司在1997年、1998年的保费收入。年度1990199119921993199419951996保费收入(万元)1041621882643204004423、某保险公司1990年发生的7821件家财险赔案的分组统计情况,试计算平均赔款额及赔款额的方差;并画出散点图。某保险公司1990年家财险索赔分布情况索赔额(元)频数0—50172850—1001346100—2001869

8、200—4001822400—800907800以上

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