最小二乘多项式拟合

本文详细阐述了如何使用多项式对数据点进行拟合,特别是通过最小二乘方法求解对应的系数,给出了一组用于计算系数的法方程组。

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对于给定数据点若使用多项式进行拟合,即:
φ(x)=a0+a1x+...+anxn \varphi(x)=a_0+a_1x+...+a_nx^n φ(x)=a0+a1x+...+anxn
则最小二乘的法方程组为
[m∑xi⋯∑xin∑xi∑xi2⋯∑xin+1⋮⋮⋱⋮∑xin∑xin+1⋯∑xi2n][a0a1⋮an]=[∑yi∑xiyi⋮∑xinyi] \left[ \begin{array}{ccc} m & \sum x_i & \cdots & \sum x_i^n \\ \sum x_i & \sum x_i^2 & \cdots & \sum x_i^{n+1} \\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ \sum x_i^n & \sum x_i^{n+1} & \cdots & \sum x_i^{2n} \\ \end{array} \right] \begin{bmatrix} a_0 \\ a_1 \\ \vdots \\ a_n \end{bmatrix} =\begin{bmatrix} \sum y_i \\ \sum x_iy_i \\ \vdots \\ \sum x_i^ny_i \end{bmatrix} mxixinxixi2xin+1xinxin+1xi2na0a1an=yixiyixinyi

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