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本帖最后由 shouce 于 2015-10-29 14:13 編輯
7 e4 m- N' y1 S& ^7 t# {3 Y, {3 d/ ~1 h0 |4 A3 K& ]
用三次樣條插值求斜率 三次樣條插值的matlabt程序8 O( a8 K" Y: o4 `% o) C( F& x
function x=followup(a,b,c,d)n=length(d);! S q4 K& `* E, X) [/ ~ U* P
a(1)=0;/ w& S& C, C C
%“追”的過程% S4 q0 n- c6 o! R( [0 V) W; y
L(1)=b(1);
/ j5 r& W6 n7 ^6 [5 | v- cy(1)=d(1)/L(1);
# t* w) u6 a- V+ ]# `u(1)=c(1)/L(1);
( Y! J" o$ t3 _2 r- F5 T( u# U; E% Jfor i=2 n-1)3 M9 A8 |3 e3 ^, F/ o6 H
L(i)=b(i)-a(i)*u(i-1);( {, i) l9 x! }+ K8 J T
y(i)=(d(i)-y(i-1)*a(i))/L(i);
: }" R) g& D; B( u, b u(i)=c(i)/L(i);
9 K2 G9 L8 L) h2 |0 L$ kend1 i7 x4 N3 {. n8 G9 k W( e
L(n)=b(n)-a(n)*u(n-1);: ?8 ?7 F9 ~; i. `, M+ B" g
y(n)=(d(n)-y(n-1)*a(n))/L(n); A7 Y; d; r9 J3 \1 v8 m. H+ J# L
%“趕”的過程
" [% h3 g: Q' g& P" c' L" mx(n)=y(n);
- a/ |3 r% T6 m( z7 H. m# @1 \ Pfor i=(n-1):-1:1
( m f; q3 I9 s' A7 a x(i)=y(i)-u(i)*x(i+1);6 p+ e0 _- \0 ^+ L3 m: G+ ~
end/ a4 h4 V- T9 B% r1 V
. | Y3 F6 J* h/ J8 i G1 z6 f2 g5 Q2 V8 G
function[s,y0]=spline3 (x,y,x0)" k( \+ A2 I* ^5 P+ O3 {9 F- h
%x,y為數表x0為插值點s表示插值函數y0為x0對應的插值函數值
( [9 Z: W4 k6 y% E; E0 m2 U( ?syms t- ]$ a9 d; k) \1 |! k
n=length(x);
( e! `. E+ |7 c6 @$ n%得出n5 G, \+ u. B& W
for i=1:n-1;
8 S# F) A+ u( x% \9 a h(i)=x(i+1)-x(i);
8 N. m% x6 P+ M* r- jend
/ g( |6 Z9 W9 }; ]& ^1 D6 sfor i=2:n-1;. K2 `* ^' m' E- D! F& y
lamda(i)=h(i)/(h(i-1)+h(i));
4 ~1 E/ `# C: v0 N! t miu(i)=1-lamda(i);+ N$ w/ e, h+ J A* q% y. _0 z# d
g(i)=3*(lamda(i)*((y(i)-y(i-1))/h(i-1))+miu(i)*((y(i+1)-y(i))/h(i)));+ p! r% f; a0 c/ \# N0 j
end2 A+ e, C0 U5 F
g(1)=3*((y(2)-y(1))/h(1));
; O; V+ K) E' g4 A& \" d6 lg(n)=3*((y(n)-y(n-1))/h(n-1));' v5 ?& S$ [9 |* @5 p
%前邊求出lamda miu和g從而可以確定系數矩陣
: i! Q4 [- E4 E9 L. gmiu(1)=1;3 ?# F5 E# V7 u
miu(4)=0;
: a) G5 X+ \7 N% m6 s6 |7 {1 ilamda(n)=1;$ U( m9 P" L* S4 E0 s
lamda(1)=0;
$ |% ?7 e) b( }%根據第二邊界條件補充兩個lamda和miu的值( u3 B) T! c, M/ m7 a8 w) Q" v3 |
for i=1:n" \3 y- }( }' p5 I# }
beta(i)=2;
/ x2 N m2 R6 J/ D! ^" iend- U: I9 t4 `0 h. h1 k5 ?; A! P5 h' W0 r
m=followup(lamda,beta,miu,g)$ B, y" Z0 I2 `" X
%解出m的值從而可確定st st為各段的插值多項式
! P% `, u/ P# vfor i=1:n-1
$ I- L- E5 W) @0 ? st(i)=(t-x(i+1))^2*(h(i)+2*(t-x(i)))*y(i)/(h(i)^3)...
+ A, \2 [/ c8 | +(t-x(i))^2*(h(i)+2*(x(i+1)-t))*y(i+1)/(h(i)^3)..., y( e7 {! o; z5 b( V6 Z0 X
+(t-x(i))^2*(t-x(i+1))*m(i+1)/(h(i)^2)...
/ N$ s) b0 f/ {/ P +(t-x(i+1))^2*(t-x(i))*m(i)/(h(i)^2);$ D1 U2 d$ n+ p3 V1 w2 `8 y
end9 R" _/ O8 `; T$ K
%得到插值的結果各段的t的表達式; n+ ], Q3 d4 a3 J( ?
%接下來要將插值點x0代入首先確定x0所在的插值區間
3 G9 q4 G9 @$ ?, w8 @for i=1:n-1
, d, x9 Q' s& [$ y! R if (x(i)>x0)
7 u4 t, X, C; _4 Q0 K/ W in=i;
$ t' _* {8 v% Y" V- ?' v end
" t8 h. q8 V$ R2 S( \ Aend
( k' m$ f7 h( @. U+ ns=st(in);
: @. P1 Q& V, ts=expand(s);
! t/ I7 i. x4 }4 M4 n% us=collect(s,'t');
( s# d+ @6 L# V# Vy0=subs(s,'t',x0)
2 J) `" e2 ]+ I& Z%s是插值多項式y0是插值點的函數值4 v9 f6 S$ A+ y, L4 ]) Q* e
w S' Y' G0 q6 N8 j$ C
% [: v( e4 i7 Y* F0 N0 n 在matlab中輸入; a6 g! r4 B- T6 O) E1 t
x=[1 2 4 5]; y=[1 3 4 2]; spline3(x,y,2) 8 l, a# {$ P0 m: |) E7 O
會得到各點的斜率
4 e5 c/ ]7 p6 n: s% K# Y5 F* R5 e5 k$ K* z# C2 G% c0 \
" r' o6 w6 R8 G0 T3 O+ G% H7 @" q) _# j {8 v
2 }1 {" K a4 L9 q- N# N: q/ Z( g | / A; H7 K/ j) J) F8 W' x1 l
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