Computer >> คอมพิวเตอร์ >  >> การเขียนโปรแกรม >> Python

รับกำลังสองน้อยที่สุดของซีรี่ส์ Chebyshev กับข้อมูลใน Python


หากต้องการให้ชุด Chebyshev มีขนาดพอดีน้อยที่สุดกับข้อมูล ให้ใช้ chebyshev.chebfit() ใน PythonNumpy วิธีการส่งคืนค่าสัมประสิทธิ์ Chebyshev ที่เรียงลำดับจากต่ำไปสูง ถ้า y เป็น 2 มิติ สัมประสิทธิ์ของข้อมูลในคอลัมน์ k ของ y จะอยู่ในคอลัมน์ k พารามิเตอร์ x คือพิกัด x ของจุดตัวอย่าง (ข้อมูล) M (x[i], y[i])

พารามิเตอร์ y คือพิกัด y ของจุดตัวอย่าง จุดตัวอย่างหลายชุดที่แบ่งปันพิกัด x เดียวกันสามารถ (แยกกันได้) กับการเรียก polyfit หนึ่งครั้งโดยส่งต่อให้ 2-Darray ที่มีชุดข้อมูลหนึ่งชุดต่อคอลัมน์ พารามิเตอร์ deg คือดีกรีของพหุนามที่เหมาะสม หากดีกรีเป็นจำนวนเต็มเดียว เงื่อนไขทั้งหมดและรวมถึงระยะองศาจะรวมอยู่ในความพอดี

พารามิเตอร์ rcond คือหมายเลขเงื่อนไขสัมพัทธ์ของความพอดี ค่าเอกพจน์ที่น้อยกว่า rcond เทียบกับค่าเอกพจน์ที่ใหญ่ที่สุด จะถูกละเว้น ค่าเริ่มต้นคือ len(x)*eps โดยที่ eps คือความแม่นยำเชิงสัมพันธ์ของประเภทโฟลตของแพลตฟอร์ม ประมาณ 2e-16 ในกรณีส่วนใหญ่ พารามิเตอร์เต็มคือสวิตช์ที่กำหนดลักษณะของค่าที่ส่งกลับ เมื่อเป็นเท็จ (ค่าเริ่มต้น) เพียงค่าสัมประสิทธิ์จะถูกส่งกลับ เมื่อเป็น True ข้อมูลการวินิจฉัยจากการสลายตัวของค่าเอกพจน์ก็ถูกส่งกลับเช่นกัน

พารามิเตอร์ w คือน้ำหนัก ถ้าไม่ใช่ ไม่มี น้ำหนัก w[i] ใช้กับเศษเหลือที่ไม่ยกกำลังสอง y[i]- y_hat[i] ที่ x[i] ตามหลักการแล้ว ตุ้มน้ำหนักจะถูกเลือกเพื่อให้ข้อผิดพลาดของผลิตภัณฑ์ w[i]*y[i] ทั้งหมดมีความแปรปรวนเท่ากัน เมื่อใช้การถ่วงน้ำหนักแบบผกผัน ให้ใช้ w[i] =1/sigma(y[i]) ค่าเริ่มต้นคือไม่มี

ขั้นตอน

ขั้นแรก นำเข้าไลบรารีที่จำเป็น -

import numpy as np
from numpy.polynomial import chebyshev as C

พิกัด x -

x = np.linspace(-1,1,51)

แสดงพิกัด x -

print("X Co-ordinate...\n",x)

พิกัด y -

y = x**3 - x + np.random.randn(len(x))
print("\nY Co-ordinate...\n",y)

หากต้องการให้ชุด Chebyshev มีขนาดพอดีน้อยที่สุดกับข้อมูล ให้ใช้ chebyshev.chebfit() ใน PythonNumpy วิธีการส่งคืนค่าสัมประสิทธิ์ Chebyshev ที่เรียงลำดับจากต่ำไปสูง ถ้า y เป็น 2 มิติ สัมประสิทธิ์ของข้อมูลในคอลัมน์ k ของ y จะอยู่ในคอลัมน์ k −

c, stats = C.chebfit(x,y,3,full=True)
print("\nResult...\n",c)
print("\nResult...\n",stats)

ตัวอย่าง

import numpy as np
from numpy.polynomial import chebyshev as C

# The x-coordinate
x = np.linspace(-1,1,51)

# Display the x-coordinate
print("X Co-ordinate...\n",x)

# The y-coordinate
y = x**3 - x + np.random.randn(len(x))
print("\nY Co-ordinate...\n",y)

# To get the least-squares fit of Chebyshev series to data, use the chebyshev.chebfit() in Python Numpy
c, stats = C.chebfit(x,y,3,full=True)

print("\nResult...\n",c)

print("\nResult...\n",stats)

ผลลัพธ์

X Co-ordinate...
   [-1. -0.96 -0.92 -0.88 -0.84 -0.8 -0.76 -0.72 -0.68 -0.64 -0.6 -0.56
        -0.52 -0.48 -0.44 -0.4 -0.36 -0.32 -0.28 -0.24 -0.2 -0.16 -0.12 -0.08
        -0.04 0. 0.04 0.08 0.12 0.16 0.2 0.24 0.28 0.32 0.36 0.4
         0.44 0.48 0.52 0.56 0.6 0.64 0.68 0.72 0.76 0.8 0.84 0.88
         0.92 0.96 1. ]

   Y Co-ordinate...
   [   0.04578661 -0.41009751 -0.59839355 -0.86942574  1.19418042 -0.53671972
      -0.71247683  0.7118818  -0.09274183  1.46114141 -0.40189463 -0.84017206
      -1.00618725 -0.7191427  -0.48005631 -0.28661328  0.58161734  2.62382626
      -0.56256678  0.92925678  1.68074305  0.97381262  1.22568804  1.71884192
       1.03080843  0.55990935  0.29117168 -0.63718482  0.49396313 -0.32920431
       1.16682261  0.90746863 -1.0058597   0.54972961 -1.06040041 -0.11828954
      -0.51446299 -1.97932024 -0.91902371 -0.31859977 -1.16124938  0.31809796
       0.54940462 -1.11008331  1.04918751 -2.60742632 -1.07242746  0.54313779
      -0.3440979  -0.28234564  0.46429998]

Result...
   [-0.12730537 -0.08699379 -0.4211565 0.32959334]

Result...
   [array([43.34485511]), 4, array([1.20144978, 1.19227163, 0.76058422, 0.74600162]), 1.1324274851176597e-14]