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本帖最后由 shouce 于 2015-10-29 14:13 编辑
# f- M. K1 [: S, @, q& I6 i* W6 Y: t" @, {
用三次样条插值求斜率 三次样条插值的matlabt程序
% [ T9 C: @# c+ S! g function x=followup(a,b,c,d)n=length(d);
' r O' r! J. v$ ea(1)=0;9 t+ _/ p1 b& w) ~( x' f$ S' q7 e. Y
%“追”的过程! h& ]6 v) Y& S7 D( |/ _- S# r
L(1)=b(1);8 K, }) Q& c5 [* s$ r" V
y(1)=d(1)/L(1);
7 F: H8 \4 c) j% \4 Iu(1)=c(1)/L(1);
4 M+ j$ [' J, t% R1 Ifor i=2 n-1)& e8 U) V$ z' w0 g
L(i)=b(i)-a(i)*u(i-1);1 J" ?% y5 U, |7 q% i' G
y(i)=(d(i)-y(i-1)*a(i))/L(i);* Z& S8 X% l2 Y9 N; ^* w T6 Y
u(i)=c(i)/L(i);# M: F/ Y; Q" h! P7 Z/ C
end& b) Z/ V6 E, r& y1 @
L(n)=b(n)-a(n)*u(n-1);
% c& y0 _, t% P4 ?' C. Q' n# uy(n)=(d(n)-y(n-1)*a(n))/L(n);+ i# d, s q8 L% W& V! |- I
%“赶”的过程
6 F# r2 k% T! L% W* s: u) j5 _$ g( Ix(n)=y(n);' N8 O' s7 c ^ z$ M: @- z
for i=(n-1):-1:17 g& [% A9 `* f8 G# m0 s) P+ E' J
x(i)=y(i)-u(i)*x(i+1);
5 [$ V( d: M" t$ M2 Mend) @3 ~% P" H/ P4 u5 {
* k6 S% e; q5 K, }) @# D- v! f1 R
function[s,y0]=spline3 (x,y,x0)
! s6 o9 L0 s- Q2 K. F5 d%x,y为数表x0为插值点s表示插值函数y0为x0对应的插值函数值
3 w- X' C. w4 v! @) f, fsyms t8 [, o, ~+ Q' o
n=length(x);
$ R# _3 s- j/ t; I%得出n4 p1 d ?! G( W* W
for i=1:n-1;
& \- d; y9 {% ?9 [# l" m5 E' S h(i)=x(i+1)-x(i);
, ^' Y5 }4 l1 O4 c. }6 v; Y; L) S3 S# {end( H! n2 [9 o2 q6 Q" Q; M) O! W
for i=2:n-1;5 S+ @. c" D3 n' W( A" L5 ~' z
lamda(i)=h(i)/(h(i-1)+h(i));
5 q; l3 P2 p9 a! h- H; z miu(i)=1-lamda(i);
+ f/ O+ Q6 T# x h7 r g(i)=3*(lamda(i)*((y(i)-y(i-1))/h(i-1))+miu(i)*((y(i+1)-y(i))/h(i)));
, o9 ~! [# x; U8 q7 Pend
/ G. O& n( @4 ^& Sg(1)=3*((y(2)-y(1))/h(1));
1 u; ], ^, Y, tg(n)=3*((y(n)-y(n-1))/h(n-1));
% X9 }- F" M6 l$ ?. Z%前边求出lamda miu和g从而可以确定系数矩阵
9 F" U6 q/ D3 g$ Zmiu(1)=1;& d& W# K4 o8 f0 Z: E
miu(4)=0;& W" E/ \4 v4 y% Y
lamda(n)=1;
0 h% b# p P+ `2 d& z" Vlamda(1)=0;
- n& \5 N1 |, Y6 a! D+ p+ n%根据第二边界条件补充两个lamda和miu的值) K9 [1 p6 P/ u8 i1 @/ ?( B7 i1 P
for i=1:n
; R- u! m% k; Q9 k! ] t6 ] beta(i)=2;& \/ }& J0 ~4 d6 q$ X/ N3 Y
end
, H- H3 r6 `8 p: u9 V' |m=followup(lamda,beta,miu,g)/ k' E4 h2 p4 ]9 p; c S
%解出m的值从而可确定st st为各段的插值多项式
9 @# B* b! V! A% Zfor i=1:n-1# D& U3 I, j6 n, T9 e5 i; V9 K$ i
st(i)=(t-x(i+1))^2*(h(i)+2*(t-x(i)))*y(i)/(h(i)^3)...
2 q; e, q" L1 d5 \! }9 u +(t-x(i))^2*(h(i)+2*(x(i+1)-t))*y(i+1)/(h(i)^3)...
& [$ v0 |8 N; ^, f$ o +(t-x(i))^2*(t-x(i+1))*m(i+1)/(h(i)^2)... R( L& g L& p2 L, @* C; f
+(t-x(i+1))^2*(t-x(i))*m(i)/(h(i)^2);- I2 q9 _& z: O
end
. R0 }% r1 Y2 W%得到插值的结果各段的t的表达式
& C/ s% P! _4 x3 ]%接下来要将插值点x0代入首先确定x0所在的插值区间
# ~ m4 ^1 {4 lfor i=1:n-1 R6 {% f5 T* D' n8 `3 n' O
if (x(i)>x0)
3 B; q! U R+ M' i8 r; j( k8 r in=i;
/ q- N+ G% ~4 Q' ^! G end8 |4 {/ h& | b a v- B: a
end* _) B2 e9 h# O" F& _
s=st(in);
' s! V5 g) V: k: i9 V! a8 x8 vs=expand(s);) j l4 ^0 l3 v* @7 e5 r
s=collect(s,'t');: n& e8 c% X( U
y0=subs(s,'t',x0)) L/ [' c2 y" A1 O) x" F3 d
%s是插值多项式y0是插值点的函数值
# R2 ~' J0 L9 B: b# q
5 Q! K8 v+ F4 T" y: L% r1 P$ O 8 z" V1 e( L- j2 ]0 c
在matlab中输入* x0 c6 u8 ?! U7 b
x=[1 2 4 5]; y=[1 3 4 2]; spline3(x,y,2) 4 }2 [7 y& D2 R/ H" L) s
会得到各点的斜率
# ?- i3 ?) k% J1 H: D
6 z! O* s0 Z+ X' h9 J$ a- P; O% b- W4 r: U) o1 h2 |
$ p7 x# X6 A$ p
/ q7 r# o1 A# r* i0 @$ }3 C, l9 R
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' [6 z0 i" m4 b P Z, z |
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