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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 " k* j, M/ L; i! F, @

2 P) w( @. U" z& N$ ]
用三次样条插值求斜率
三次样条插值的matlabt程序6 ?+ E- x( e( c* \$ \6 ~/ m8 r
function x=followup(a,b,c,d)n=length(d);; A( N# w+ I4 S7 |; y+ z8 Y6 P
a(1)=0;. [  ?' {, R; e! W, l- s! W
%“追”的过程
: _  O5 [( o  J! pL(1)=b(1);5 O- A* `! R  D; l" p8 H- J
y(1)=d(1)/L(1);- W. C/ X8 L$ B/ ^) r% h
u(1)=c(1)/L(1);  K) m% y6 Z: R! L1 ]9 g) X
for i=2n-1)
8 d- M' v( b3 u3 b! r% f    L(i)=b(i)-a(i)*u(i-1);
3 X" d: b- q" Z: y, J+ n: P    y(i)=(d(i)-y(i-1)*a(i))/L(i);7 D2 g$ P0 a5 u
    u(i)=c(i)/L(i);
1 [. ^0 z4 q, D) a8 Fend
6 S1 w( g. b2 T4 h; z! K& S0 R3 GL(n)=b(n)-a(n)*u(n-1);: o4 `1 y. E, ]5 U& Q5 O
y(n)=(d(n)-y(n-1)*a(n))/L(n);* {9 R- _' _* Q: O+ d8 c; x
%“赶”的过程  z. ]/ p8 ^  `1 h% ^* B
x(n)=y(n);  P4 w- a" m- o4 v- K
for i=(n-1):-1:1
1 A9 p5 O: H( @% T2 S4 b6 C+ |' }    x(i)=y(i)-u(i)*x(i+1);  Z4 h5 _- y3 J$ q/ Z
end
9 F! y/ P' M0 r+ j0 r: \& M+ F) t, K9 [, k' I4 h6 A5 V
# U; r4 _' I8 v
function[s,y0]=spline3 (x,y,x0)
) q/ g. C/ ?  E/ g%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
! t7 X& ~- L* L/ B9 S. }+ Csyms t
* e8 [1 k5 s0 T2 Q, L6 {$ i# Zn=length(x);+ G2 q1 V' C8 l+ ^7 u
%得出n' A& I5 u# v8 r5 m" c
for i=1:n-1;, t! d; z6 y, z( K5 n" {# `6 {
    h(i)=x(i+1)-x(i);
: C0 E+ I3 ^* z3 M4 r, [" Wend
- ~( f% ~: |, L4 Hfor i=2:n-1;- N! Q$ @! u! m& p
    lamda(i)=h(i)/(h(i-1)+h(i));
0 b8 B5 w& H9 j. u; W    miu(i)=1-lamda(i);5 l9 t) Z& f# i$ O% j
    g(i)=3*(lamda(i)*((y(i)-y(i-1))/h(i-1))+miu(i)*((y(i+1)-y(i))/h(i)));! |2 a  i; R( N. E6 f
end
9 F& {  u$ r+ z* xg(1)=3*((y(2)-y(1))/h(1));! ^1 Z$ ~1 X. l0 s1 k" s
g(n)=3*((y(n)-y(n-1))/h(n-1));: c& l) b/ }$ b0 _5 Z! i. O! d
%前边求出lamda miu和g从而可以确定系数矩阵
4 }) y1 p7 P7 A0 l$ emiu(1)=1;( C! b; s: }7 [( M  ], V$ o
miu(4)=0;/ q! s7 ?6 [: T
lamda(n)=1;4 R; \" N) d( N/ h
lamda(1)=0;/ y2 G7 U4 W, s/ }6 l
%根据第二边界条件补充两个lamda和miu的值# H( r0 l: n, Y* f0 h9 N
for i=1:n
; m6 I; p* ~5 E) U& j0 y    beta(i)=2;4 m) d, ~8 n/ k0 e& A
end' i; R. t  w* ]7 v
m=followup(lamda,beta,miu,g)
/ C( y$ b* l  t- u  l%解出m的值从而可确定st st为各段的插值多项式
9 \: b% L' i! e5 Yfor i=1:n-1% O  ]* R* Z+ w( S# Q
    st(i)=(t-x(i+1))^2*(h(i)+2*(t-x(i)))*y(i)/(h(i)^3)...
  K* k  _5 K$ V7 }; d    +(t-x(i))^2*(h(i)+2*(x(i+1)-t))*y(i+1)/(h(i)^3)..." ?: r3 y1 ~& Z+ h7 F+ ]) p: B
    +(t-x(i))^2*(t-x(i+1))*m(i+1)/(h(i)^2)...0 F7 G. |  t) _! f) c" w
    +(t-x(i+1))^2*(t-x(i))*m(i)/(h(i)^2);
. ~! f# t) }' M" w: W6 b! Z7 X/ vend2 y+ [' V2 Q& D" d' M4 D
%得到插值的结果各段的t的表达式! S+ ~2 a6 t0 I+ I
%接下来要将插值点x0代入首先确定x0所在的插值区间
- [$ \. f. z3 E6 o4 ufor i=1:n-1! Z5 S+ v" F1 T* [& \: K3 S: [4 B
    if (x(i)>x0)
6 i) @+ ]! v( B        in=i;( }. G5 Z2 B$ N  ?. X
    end
! W* A6 t/ U/ w7 hend& m7 \7 m  y! p4 \, Z7 X+ ~
s=st(in);
% P; r9 t4 w! ks=expand(s);
) N$ j- T! Y: g. J* X8 Y# es=collect(s,'t');
2 z0 S, w7 \7 l, f( Ly0=subs(s,'t',x0)9 s( N! X8 t/ C7 W
%s是插值多项式y0是插值点的函数值6 H2 C3 A  _! }
% T' k9 T4 b& X  K
* w1 o5 E) B% C: C
在matlab中输入/ l8 [# s$ p* ?: Z1 R! }- T
x=[1 2 4 5];
y=[1 3 4 2];
spline3(x,y,2)
6 [9 b  k0 {8 w9 ^2 |
会得到各点的斜率
# L# y+ L  v) M3 C9 _- k3 i# o! t) y: R) {& B3 h6 j" m
. J/ w/ Q- @% ?$ }& x9 Y( \, m
+ @9 a% T& Z- A/ O! @# G% J5 }

6 S7 i, T5 Q2 y5 v

( ]2 W; e$ u# X3 U

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