Python實現(xiàn)線性插值和三次樣條插值

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(1)壶栋、函數(shù)

y = sin(x)

(2)辰如、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

#數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
X=np.arange(-np.pi,np.pi,1) #定義樣本點X,從-pi到pi每次間隔1
Y= np.sin(X)#定義樣本點Y贵试,形成sin函數(shù)
new_x=np.arange(-np.pi,np.pi,0.1) #定義差值點

(3)琉兜、樣條插值

#進(jìn)行樣條差值
import scipy.interpolate as spi
 
#進(jìn)行一階樣條插值
ipo1=spi.splrep(X,Y,k=1) #樣本點導(dǎo)入凯正,生成參數(shù)
iy1=spi.splev(new_x,ipo1) #根據(jù)觀測點和樣條參數(shù),生成插值
 
#進(jìn)行三次樣條擬合
ipo3=spi.splrep(X,Y,k=3) #樣本點導(dǎo)入呕童,生成參數(shù)
iy3=spi.splev(new_x,ipo3) #根據(jù)觀測點和樣條參數(shù)漆际,生成插值

(4)、繪圖

##作圖
fig,(ax1,ax2)=plt.subplots(2,1,figsize=(10,12))

ax1.plot(X,Y,'o',label='樣本點')
ax1.plot(new_x,iy1,label='插值點')
ax1.set_ylim(Y.min()-1,Y.max()+1)
ax1.set_ylabel('指數(shù)')
ax1.set_title('線性插值')
ax1.legend()

ax2.plot(X,Y,'o',label='樣本點')
ax2.plot(new_x,iy3,label='插值點')
ax2.set_ylim(Y.min()-1,Y.max()+1)
ax2.set_ylabel('指數(shù)')
ax2.set_title('三次樣條插值')
ax2.legend()

(5)夺饲、綜合代碼

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
 
plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] #用來正常顯示中文標(biāo)簽
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False #用來正常顯示負(fù)號
  
#數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
X=np.arange(-np.pi,np.pi,1) #定義樣本點X奸汇,從-pi到pi每次間隔1
Y= np.sin(X)#定義樣本點Y,形成sin函數(shù)
new_x=np.arange(-np.pi,np.pi,0.1) #定義差值點
 
#進(jìn)行樣條差值
import scipy.interpolate as spi
 
#進(jìn)行一階樣條插值
ipo1=spi.splrep(X,Y,k=1) #樣本點導(dǎo)入往声,生成參數(shù)
iy1=spi.splev(new_x,ipo1) #根據(jù)觀測點和樣條參數(shù)擂找,生成插值
 
#進(jìn)行三次樣條擬合
ipo3=spi.splrep(X,Y,k=3) #樣本點導(dǎo)入,生成參數(shù)
iy3=spi.splev(new_x,ipo3) #根據(jù)觀測點和樣條參數(shù)浩销,生成插值

 
 
##作圖
fig,(ax1,ax2)=plt.subplots(2,1,figsize=(10,12))

ax1.plot(X,Y,'o',label='樣本點')
ax1.plot(new_x,iy1,label='插值點')
ax1.set_ylim(Y.min()-1,Y.max()+1)
ax1.set_ylabel('指數(shù)')
ax1.set_title('線性插值')
ax1.legend()

ax2.plot(X,Y,'o',label='樣本點')
ax2.plot(new_x,iy3,label='插值點')
ax2.set_ylim(Y.min()-1,Y.max()+1)
ax2.set_ylabel('指數(shù)')
ax2.set_title('三次樣條插值')
ax2.legend()
 
 

(6)贯涎、結(jié)果展示

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