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[matlab] 用三次样条插值求离散点斜率 matlab程序

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发表于 2015-10-29 13:52:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 shouce 于 2015-10-29 14:13 编辑
" s# W: v# p0 ^5 A* G, l. @" K7 e, C% {8 [
用三次样条插值求斜率
三次样条插值的matlabt程序1 x  ^  B7 t# N! ]) x
function x=followup(a,b,c,d)n=length(d);
8 t5 I; F$ P- Z6 Xa(1)=0;
/ w' G1 {. p/ k, \% d; {# D%“追”的过程- j& T( W, z! Z. `, u
L(1)=b(1);
- `" h  F" e3 H5 }5 K" dy(1)=d(1)/L(1);$ K8 `/ F+ j3 ^* ~6 ^! Y  n
u(1)=c(1)/L(1);: O* R6 M- ?. H
for i=2n-1)
1 i6 r4 c3 `% v* F    L(i)=b(i)-a(i)*u(i-1);
' p; H) V! g/ y    y(i)=(d(i)-y(i-1)*a(i))/L(i);
& i: \  ^- W; U    u(i)=c(i)/L(i);; A! N. i- s7 J; w
end8 v: r  ^+ M, Q2 J: q2 s
L(n)=b(n)-a(n)*u(n-1);
/ T$ p; `9 n" O; ly(n)=(d(n)-y(n-1)*a(n))/L(n);
  R0 h* D" R) s# w, ^7 F%“赶”的过程/ R5 i0 W' K' V" P- G
x(n)=y(n);
2 }4 z: d* U4 f% Afor i=(n-1):-1:13 q4 j4 M3 y" V: J2 ]. [% e3 l
    x(i)=y(i)-u(i)*x(i+1);
& M+ J6 Q/ K. q2 A2 N) Fend+ }) u0 s; Y* Q1 R0 Q6 u+ \# J

: F6 ^8 S# \# @  Y
9 g5 a2 t) m! i& O
function[s,y0]=spline3 (x,y,x0)
2 K5 P2 ^3 J8 C%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0 D* G, q& w; V" t$ a& L
syms t
2 x9 R( z! A/ c0 w* q* kn=length(x);
2 {1 g5 h# H4 |, ]4 v5 d/ L%得出n) E; O0 z  v9 j, o& y; O3 C4 J
for i=1:n-1;0 S# c7 i' d1 a7 N2 o6 u
    h(i)=x(i+1)-x(i);" }% }4 p  z& L3 Q9 |9 H
end% u+ t0 `+ s" V
for i=2:n-1;
) B' f( ?4 N$ `    lamda(i)=h(i)/(h(i-1)+h(i));, q/ \2 e. Q' U6 q7 c! Y7 C; ~
    miu(i)=1-lamda(i);% k- A) _( w6 s- w$ D" m. r
    g(i)=3*(lamda(i)*((y(i)-y(i-1))/h(i-1))+miu(i)*((y(i+1)-y(i))/h(i)));' |' h5 F0 Z( w$ `6 ]
end
0 I& \! |9 {0 S2 b; g* b  q( T6 Dg(1)=3*((y(2)-y(1))/h(1));! N( a6 z3 o7 i
g(n)=3*((y(n)-y(n-1))/h(n-1));4 h6 V$ P2 E) ]7 A* |7 s. a+ }
%前边求出lamda miu和g从而可以确定系数矩阵
5 ~4 \6 ~0 o# |' Zmiu(1)=1;0 H7 r$ U! K& T8 u9 i
miu(4)=0;
8 p* `  }% C: g2 W1 plamda(n)=1;' S  }7 y) ]' n1 b) r
lamda(1)=0;: u% ?" X3 [5 h
%根据第二边界条件补充两个lamda和miu的值
5 o0 k2 m, j' R6 Z7 kfor i=1:n
1 }5 s0 ?$ T% \. z2 D    beta(i)=2;  a/ V# {; u+ G
end
$ F; J+ S- d' q( Am=followup(lamda,beta,miu,g)5 ?$ v( m1 m3 G) {: i
%解出m的值从而可确定st st为各段的插值多项式# {$ m: I$ u, L% i# g
for i=1:n-19 a' z$ O5 m2 H# S
    st(i)=(t-x(i+1))^2*(h(i)+2*(t-x(i)))*y(i)/(h(i)^3)...1 w8 x0 ]5 y/ ]! m! a% I& b
    +(t-x(i))^2*(h(i)+2*(x(i+1)-t))*y(i+1)/(h(i)^3)...
8 ]' B* f4 s/ r# Z0 I% d    +(t-x(i))^2*(t-x(i+1))*m(i+1)/(h(i)^2)...# b! ~: Q. r, _
    +(t-x(i+1))^2*(t-x(i))*m(i)/(h(i)^2);
* o/ ?8 Y  `: j2 |end
" {1 |; A0 c; A) x8 p%得到插值的结果各段的t的表达式
* d; m" W, l2 V& F1 P%接下来要将插值点x0代入首先确定x0所在的插值区间1 `0 {% d- a$ w1 x' |9 g
for i=1:n-1: q+ t! {: o/ _% k5 |: @0 J
    if (x(i)>x0)
, |9 Y: g, X( |- H        in=i;
' O) I  f3 ?2 H8 K# x0 l3 v    end
) }0 Q8 l7 z5 [1 [" C- Zend
4 d: A9 @, @5 h1 Xs=st(in);
# x  ?) t- R% ]" ]s=expand(s);
1 k9 ^, y; @" `  F' c9 C. \, Os=collect(s,'t');6 r8 p8 c8 s$ _
y0=subs(s,'t',x0)& v) z# ?/ `0 x: c, o7 H  h$ r
%s是插值多项式y0是插值点的函数值" N: L  g3 V( b! p7 r+ R' n
- ^9 F3 h; ~. `; I% N# `
" g) g+ b4 g  a
在matlab中输入! f  Z% w& X" V: E5 k
x=[1 2 4 5];
y=[1 3 4 2];
spline3(x,y,2)

3 n# M( c: ^1 u2 _会得到各点的斜率
  _  S! P' ^( Y* j3 e0 \5 x6 z- @& c/ n3 K% v3 _
6 p* k+ v' f  G1 M/ \
% ?$ r* ]! \  I; q3 @, o

" |+ o; e2 b( z+ Q9 y1 w# S
+ E0 a" x6 u! V. u  s

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