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python多項(xiàng)式擬合之np.polyfit 和 np.polyld詳解

 更新時(shí)間：2020年02月18日 09:54:11   作者：落日峽谷  
這篇文章主要介紹了python多項(xiàng)式擬合之np.polyfit 和 np.polyld的實(shí)例代碼，python數(shù)據(jù)擬合主要可采用numpy庫(kù)，庫(kù)的安裝可直接用pip install numpy等,需要的朋友跟隨小編一起學(xué)習(xí)吧

python數(shù)據(jù)擬合主要可采用numpy庫(kù)，庫(kù)的安裝可直接用pip install numpy等。

1. 原始數(shù)據(jù)：假如要擬合的數(shù)據(jù)yyy來(lái)自sin函數(shù)，np.sin

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

xxx = np.arange(0, 1000) # x值，此時(shí)表示弧度
yyy = np.sin(xxx*np.pi/180) #函數(shù)值，轉(zhuǎn)化成度

2. 測(cè)試不同階的多項(xiàng)式，例如7階多項(xiàng)式擬合，使用np.polyfit擬合，np.polyld得到多項(xiàng)式系數(shù)

z1 = np.polyfit(xxx, yyy, 7) # 用7次多項(xiàng)式擬合，可改變多項(xiàng)式階數(shù)；
p1 = np.poly1d(z1) #得到多項(xiàng)式系數(shù)，按照階數(shù)從高到低排列
print(p1) #顯示多項(xiàng)式

3. 求對(duì)應(yīng)xxx的各項(xiàng)擬合函數(shù)值

yvals=p1(xxx) # 可直接使用yvals=np.polyval(z1,xxx)

4. 繪圖如下

plt.plot(xxx, yyy, '*',label='original values')
plt.plot(xxx, yvals, 'r',label='polyfit values')
plt.xlabel('x axis')
plt.ylabel('y axis')
plt.legend(loc=4) # 指定legend在圖中的位置，類(lèi)似象限的位置
plt.title('polyfitting')
plt.show()

5. np.polyfit函數(shù)：采用的是最小二次擬合，numpy.polyfit(x, y, deg, rcond=None, full=False, w=None, cov=False)，前三個(gè)參數(shù)是必須的

官方文檔：https://docs.scipy.org/doc/numpy-1.13.0/reference/generated/numpy.polyfit.html

6. np.polyld函數(shù)：得到多項(xiàng)式系數(shù)，主要有三個(gè)參數(shù)

 A one-dimensional polynomial class.

  A convenience class, used to encapsulate "natural" operations on
  polynomials so that said operations may take on their customary
  form in code (see Examples).

  Parameters
  ----------
  c_or_r : array_like
    The polynomial's coefficients, in decreasing powers, or if
    the value of the second parameter is True, the polynomial's
    roots (values where the polynomial evaluates to 0). For example,
    ``poly1d([1, 2, 3])`` returns an object that represents
    :math:`x^2 + 2x + 3`, whereas ``poly1d([1, 2, 3], True)`` returns
    one that represents :math:`(x-1)(x-2)(x-3) = x^3 - 6x^2 + 11x -6`.
  r : bool, optional
    If True, `c_or_r` specifies the polynomial's roots; the default
    is False.
  variable : str, optional
    Changes the variable used when printing `p` from `x` to `variable`
    (see Examples).


參數(shù)1表示：在沒(méi)有參數(shù)2（也就是參數(shù)2默認(rèn)False時(shí)），參數(shù)1是一個(gè)數(shù)組形式，且表示從高到低的多項(xiàng)式系數(shù)項(xiàng)，例如參數(shù)1為[4,5,6]表示：

參數(shù)2表示：為T(mén)rue時(shí)，表示將參數(shù)1中的參數(shù)作為根來(lái)形成多項(xiàng)式，即參數(shù)1為[4,5,6]時(shí)表示：(x-4)(x-5)(x-6)=0，也就是：

參數(shù)3表示：換參數(shù)標(biāo)識(shí)，用慣了x，可以用 t，s之類(lèi)的

用法：

1. 直接進(jìn)行運(yùn)算，例如多項(xiàng)式的平方，分別得到

xx=np.poly1d([1,2,3])
print(xx)
yy=xx**2 #求平方，或者用 xx * xx
print(yy)


2. 求值：

yy(1) = 36

3. 求根：即等式為0時(shí)的未知數(shù)值

yy.r

4. 得到系數(shù)形成數(shù)組：

yy.c 為：array([ 1, 4, 10, 12, 9])

5. 返回最高次冪數(shù)：

yy.order = 4

6. 返回系數(shù)：

yy[0] —— 表示冪為0的系數(shù)

yy[1] —— 表示冪為1的系數(shù)

總結(jié)

以上所述是小編給大家介紹的python多項(xiàng)式擬合之np.polyfit 和 np.polyld詳解，希望對(duì)大家有所幫助，也非常感謝大家對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持！

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