python函数拟合编程_Python应用实现双指数函数及拟合代码实例
雙指數函數
待擬合曲線為 y(x) = bepx + ceqx
import matplotlib.pyplot as plt
x = ([0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5,
0.55, 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95, 1.0])
y = ([0.33, 0.26, 0.18, 0.16, 0.12, 0.09, 0.08, 0.07, 0.06, 0.06,
0.06, 0.07, 0.09, 0.1, 0.15, 0.19, 0.25, 0.36, 0.47, 0.68])
plt.scatter(x, y)
plt.show()
擬合
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.optimize import curve_fit
def double_exp(x, b, c, p, q):
x = np.array(x)
return b*np.exp(p*x) + c*np.exp(q*x)
x = ([0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5,
0.55, 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95, 1.0])
y = ([0.33, 0.26, 0.18, 0.16, 0.12, 0.09, 0.08, 0.07, 0.06, 0.06,
0.06, 0.07, 0.09, 0.1, 0.15, 0.19, 0.25, 0.36, 0.47, 0.68])
popt, pcov = curve_fit(double_exp, x, y, [1, 1, 1, 1])
print(popt)
b = popt[0]
c = popt[1]
p = popt[2]
q = popt[3]
y_fit = double_exp(x, b, c, p, q)
plt.scatter(x, y)
plt.plot(x, y_fit, color='red', linewidth=1.0)
plt.show()
numpy 庫,實現列表轉矩陣,得以進行數學運算。matplotlib.pyplot 庫,繪制圖像。scipy.optimize 庫,curve_fit() 函數,使用非線性最小二乘法擬合曲線。curve_fit()popt,擬合結果,在這里指b, c, p, q 的值。povc,該擬合結果對應的協方差。
擬合結果參數原函數擬合結果誤差b0.00110.00110c0.42000.42420.42%p6.39986.49881.55%q-5.1551-5.21641.19%
誤差可以滿意。
經過測試,如果將初始參數設置為原函數參數(保留 4 位小數),擬合得到的結果并未發生變化。
經過測試,擬合使用的三種方法,"trf","lm" 和 "dogbox" 對該函數擬合結果影響微乎其微。
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總結
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