最小点多项式曲线

最小点多项式曲线

我试图求解图 (A) 中 x 和 y 分量达到的最小值。我知道您可以使用 IgorPro 执行此操作,但我想知道如何使用 Excel 求解。

地块 A

该图是使用以下数据点构建的:

110 0.177
115 0.093
120 0.033
125 0.006
130 0.007
135 0.04
140 0.101
145 0.186
150 0.272

如您所见,存在最小 x 和 y 数据点。但是,我想求解多项式拟合达到的最小点。

答案1

给出二次趋势线方程的最小值坐标,其y(x)=a*x^2+b*x+c 计算公式为: x=-b/2/ay=c-b^2/4/a

提供的数据点的图如下所示

在此处输入图片描述

图上的趋势函数方程Excel为:

y=0.0005*x^2-0.1383*x+8.8197

,因此看来a=0.0005b=-0.1383c=8.8197。那么我们来找出最小值。计算结果为:

x=138.3, y = -0.743745000. 

等等,什么?但趋势线显然看起来更高,而且全是正值!发生了什么事?!让我们画出这个函数的图表:

在此处输入图片描述

它向下移动了,完全丢失了数据点!最小值的坐标是正确的,但对于这个移位函数来说,它不是我们需要的。

问题的根源就隐藏在细节中。图表中显示的公式的系数已四舍五入。四舍五入到小数点后四位。

"Four decimal places would be enough for everyone (c)", right?

显然不是,尤其是当,x>1不谈论x>100

小数点后 9 位的系数为:

a=0.000542468, b=-0.138278225, c=8.819723377,

情节看起来不错:

在此处输入图片描述

并且计算出的最小坐标看起来也是合理的:

x = 127.4528866, y = .007743909.

好多了!

但是我们如何才能得到这个更准确的最小值呢?

这是一种简单的方法,基于矩阵函数MINVERSE()MMULT()

假设XY在中B7:B15,让我们3x4在中填充一个矩阵E7:H9

在此处输入图片描述

从三个单元格开始 E7=COUNT(B7:B15)F7=SUM(B7:B15)H7=SUM(C7:C15)

接下来五个单元格中的每个公式 ,,,,,,G7G8需要输入为 G9H8H9数组公式(输入++Ctrl而 不是仅仅):ShiftEnterEnter

G7

=SUM(B7:B15^2)

G8

=SUM(B7:B15^3) 

G9

=SUM(B7:B15^4)

H8

=SUM(B7:B15*C7:C15)

H9

=SUM(B7:B15^2*C7:C15)

Block完成了中的E8:F9对称矩阵:3x3E7:G9

E8

=F7

,抄送E8填写E8:F9

选择F11:F13并输入以下内容数组公式

=MMULT(MINVERSE(E7:G9),H7:H9)

在此处输入图片描述

计算出所需的更精确的值

c= 8.81972337662,
b=-0.13827822511,
a= 0.00054246753.

附注:最好先将原始m<=X<=M范围转换为单位间隔0<=x<=1,找到最小值的坐标,然后再转换xX

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