第五次作业

最新推荐文章于 2022-10-04 14:36:56 发布

哦柯南

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机器学习—数学基础【2】

绘制指定直线L1(如斜率与截距分别为2与5)上10个点P=(x,y)。

[接上题]根据直线L1上的点P=(x,y)产生噪声点Pn=(x,y_npt)。

[接上题]从点集Pn=(x,y_npt)中随机抽取两点(变量inx保存两点的序号)。

[接上题]根据随机抽取的两点(变量inx保存两点序号)绘制直线L2；在同一图中绘制噪声点Pn、直线L1与直线L2（注意设置绘图属性）。

上题]求取噪声点Pn=(x,y_npt)到直线L2的平均距离与方差(选做：画图显示距离与方差)。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy.linalg as nl


x=np.arange(0,10,1)
y=2*x+5
plt.figure()
plt.plot(x,y,color='b',marker='o',linestyle='')
plt.show()


npt=np.random.rand(len(x))
sign=np.random.randint(-2,3,len(x))
npt=np.multiply(npt,sign)
noisy_y=y+npt
plt.figure()
plt.plot(x,y,color='b',marker='o',linestyle='')
plt.plot(x,noisy_y,color='#DBA9B4',marker='o',linestyle='')
plt.show()



inx=np.random.randint(0,10,2)
plt.figure()
plt.plot(x,y,color='b',marker='o',linestyle='',label='True Points')
plt.plot(x,noisy_y,color='#DBA9B4',marker='o',linestyle='',label='Noisy Points')
plt.plot(x[inx],noisy_y[inx],color='r',marker='^',linestyle='',label='Random Points')
plt.show()


if inx[0] != inx[1]:
    A=np.array([[x[inx[0]],1],[x[inx[1]],1]])
    b=np.array([noisy_y[inx[0]],noisy_y[inx[1]]])
    [k,b]=nl.solve(A,b)
    Y=k*x+b
    plt.figure()
    plt.plot(x,y,color='b',linestyle='-',label='True Line:L1')
    plt.plot(x,noisy_y,color='#DBA9B4',marker='o',linestyle='',label='Noisy Points')
    plt.plot(x,Y,color='r',marker='',linestyle='-',label='L2')
    plt.show()
else:
    print("too few points.")



ds=abs(k*x+b-noisy_y)/np.sqrt(np.power(k,2)+1)
avg_d=np.mean(ds)
s1=np.var(ds)
s2=sum(np.power(x-avg_d,2))/len(x)
print(avg_d,s1,s2)

plt.figure()
plt.plot(x,ds,marker='o',linestyle='--')
plt.plot(x,avg_d*np.ones(len(ds)),linestyle='-',color='r')

plt.text(4,1,"Var."+str(s1))
plt.legend(["Each Distance","Mean Distance"],loc="upper left")
plt.grid(True)
plt.show()