Hallo alle
ich beschäftige mich gerade mit Matlab und habe folgendes Problem.
Ich möchte gern wissen wie man in Matlab eine kurve linearisieren kann.
so soll es aussehen: f= offset + Ax + Bx^2
gibt es definierte Funktion in Matlab dafür ? wenn nein wie kann ich da
vorgehen ?
dankbar für jede Hilfe.
Sebastian
Liegen einzelne Werte vor oder eine Funktion ?
Wahrscheinlich willst du interpolieren.
Siehe hier:
http://www.gomatlab.de/interpolieren-t190.html
Google ist dein Freund. (Matlab Interpolieren)
>>f= offset + Ax + Bx^2
dann ist es eigentlich keine Linearisierung. Ich Schlaumeier :-)
Es gibt in Matlab ein DataFit-tool. Du kann es z.B. bei den Plots
(Figure-Fenster) über das Menü finden. Dort kannst du per Mausklick
verschiedene Ausgleichskurven (z.B. die von dir gesuchte Parabel)
berechnen lassen. Steht aber auch ausserhalb von Plots zur Verfügung.
Viele Grüße, Niels.
> Ich möchte gern wissen wie man in Matlab eine kurve linearisieren kann.>> so soll es aussehen: f= offset + Ax + Bx^2>> gibt es definierte Funktion in Matlab dafür ? wenn nein wie kann ich da> vorgehen ?
Hallo Sebastian,
Du willst offenbar Deine Punkte an ein Polynom zweiten Grades anfitten.
Dazu benötigst Du die Funktionen
polyfit und
polyval
In die Funktion
P = polyfit (X, Y, N)
gibst Du die X und Y-Werte Deiner Punkte sowie den Grad N des Polynoms
an.
Du erhältst einen Vektor P mit den Koeffizienten des Polynoms.
Die Werte des Polynoms kannst Du über polyval(X,P) ausgeben.
%--------------- Beispiel --------------------------------------------
X = -5:0.1:5;
Y = 0.5*X.^2+rand(1,length(X));
P = polyfit(X,Y,2);
figure(1);
plot(X,Y,'b-*'); hold on;
plot(X,polyval(P,X),'r-*'); hold off;
legend('Messwerte','Fit');
fprintf('Die Funktion lautet %f*x^2+%f*x+%f.\n\n',P(3), P(2), P(1));
%---------------------------------------------------------------------
Wenn Du eine Approximation an eine beliebige Funktion vornehmen willst,
nimmst Du
lsqcurvefit
Für lsqcurvefit ist es günstig, eine eigene Funktion zu definieren. Wie
das genau geht, schaust Du am besten in der Hilfe nach.
Gruß,
Michael
Falls man mal keine Blackbox-Funktionen benutzen will und bei sich
denkt:
'Mensch, könntest deine Kenntnisse der linearen Algebra auch mal wieder
bißchen erweitern'
geht das auch so:
X = -5:0.1:5;
Y = 0.5*X.^2+rand(1,length(X));
P = polyfit(X,Y,2);
M=[X.^2 ; X ; ones(1,length(X))];
PP= inv(M*M')*M*Y.';
Math rulez!
Cheers
Detlef
Recht haste, ;)
Lin. Algebra wird dir ne ausgleichsgerade mit ner L2-Error-Norm geben.
Dabei wuerde ich aber noch ein Kommentar machen:
anstatt:
x = inv(A)*b;
solltest du:
x = A \ b;
schreiben. Ein Lin Gleichungssystem zu loesen ist naemlich numerisch
nicht das gleiche wie die inverse zu Berechnen. Fuer kleine Matrizen
macht das ueberhaupt keinen Unterschied aber fuer grosse (>1000 sag ich
mal).
Danke an alle,
Michael danke für die Ausführliche Antwort. Die werde ich zuerst mal
probieren ich denke so wird funktionnieren.
Thanks an all.
Sebastian
Oh, ich sehe, dass Freunde der linearen Algebra mitlesen. Dann setze ich
noch einen drauf:
Oben geposteter Code minimiert den quadratischen Abstand der y-Werte von
der Ausgleichsgeraden, das ist die Gauss'sche Ausgleichsgerade.
Untenstehender Code minimiert die Summe der Lote der Punkte auf die
Ausgleichsgerade, damit wird der Fit symmetrisch, d.h. wenn der Fit der
x auf die y die Steigung a der Gerade ergibt, liefert der Fit der y auf
die x die Steigung 1/a.
;-)))
Math rulez!
Cheers
Detlef
function [a,b]=dfit(x,y);
% fittet eine Gerade so in eine Punktmenge, daß
% die Summe der quadratischen Abstände der Punkte
% zur Geraden minimal wird
% Damit wird der fit der x auf die y symmetrisch zu dem
% der y auf die x
x=x(:).';y=y(:).';
N=length(x);
if(N ~= length(y))
disp('Vektoren untersch. lang bei dfit.m');return;
end
x=[x;y];
%x=[[1;1+0][2;2+0][3;3+0]];
%x=[[1;2+4][2;4+4][3;6+4]];
%x=[x(2,:);x(1,:)];
%N=3;
mean_xx = mean(x(1,:).^2);
mean_yy = mean(x(2,:).^2);
mean_x = mean(x(1,:) );
mean_y = mean(x(2,:) );
mean_xy = mean(x(1,:).*x(2,:));
A=[[mean_xx-mean_x^2 mean_xy-mean_x*mean_y];...
[mean_xy-mean_x*mean_y mean_yy-mean_y^2 ]];
[v,d]=eig(N*A)
[ev,ind]=min(diag(d));
e=v(:,ind);
r=(1/N)*sum(e'*x)
mean(x(1,:))*e(1)+mean(x(2,:))*e(2);
if(e(2)==0)
disp('Senkrechte bei dfit.m');return;
end
a=-e(1)/e(2);
b=r/e(2);
return
Intressant, hab ich noch gar nie von gehoert. Aber haettest uns auch
verraten koennen das das Total-Least-Squares genannt wird. Haett mir nen
paar Minuten googeln erspart. :)
Anon Nymous schrieb:
> Intressant, hab ich noch gar nie von gehoert. Aber haettest uns auch> verraten koennen das das Total-Least-Squares genannt wird. Haett mir nen> paar Minuten googeln erspart. :)
Wußte ich nicht, dass das so heißt. Muß ich nochmal googeln. Hatte mal
das Problem und hatte beim matheplanet angefragt, dann eine Woche
gebraucht um das kryptische Mathematiker-Sprech in Matlab umzusetzen.
Verstanden habe ich die Lösung nicht wirklich, klappt aber
nichtsdestotrotz.
Naja, mit der Million vom Lotto nächste Woche dann mal zum kommenden
Semester ins Mathe-Grundstudium einsteigen, seufz.
Cheers
Detlef
Michael Lenz schrieb:
> kannst Du mir die Lösung mal erklären, wenn's nicht zu umfangreich ist.> Direkt einsichtig ist es mir nicht.
Nein, das kann ich leider nicht, weil ich das nicht in Gänze verstehe.
Der von mir gestartete thread auf www.matheplanet.com lautet 'lineare
regression und darüberhinaus', darin Einzelheiten. Im Prinzip ist das
der Ansatz der gesuchten Gerade in der Hesseschen Normalform,
Minimierung der Abstände mit Lagrange-Ansatz, Lösung der entstehenden
Eigenwertaufgabe (geht auch mit singular value decomposition, wie ich
auch gerade im wikipedia Artikel zu 'Total Least Squares' gelesen habe).
Implementieren ging gerade noch so, die Hintergründe liegen leider weit
jenseits meines Verständnisses.
Gute Nacht
Detlef
Anon Nymous schrieb:
> Wenn du fit in Lin.Alg. bist dann verstehst du das warsch.:>> http://www.cns.nyu.edu/~eero/NOTES/leastSquares.pdf
Sieht gut aus. Sehr interessant auch das Verfahren zur optimalen
Clusterseparierung. Solch ein Problem hatte ich auch schon paarmal, habe
mich da immer so programmiertechnisch drumrumgewurstelt. Morgen mal
genauer draufkucken.
Cheers
Detlef