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如何在 Python 中拟合指数和对数曲线:超越多项式拟合?

Barbara Streisand
发布: 2024-10-28 20:34:30
原创
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How to Fit Exponential and Logarithmic Curves in Python: Beyond Polynomial Fitting?

在 Python 中拟合指数和对数曲线

背景

拟合数据集时,需要找到最能描述它的曲线。这一过程称为曲线拟合,对于广泛的科学和工程应用至关重要。在不同类型的曲线中,指数函数和对数函数可以洞察数据趋势。

现有的多项式拟合函数

在 Python 中,numpy.polyfit() 函数提供了一种便捷的方法执行多项式拟合。但是,此函数仅支持多项式模型。

拟合指数和对数函数

指数曲线

拟合 y = Ae 形式的曲线^Bx,等式两边取对数:

log(y) = log(A) Bx

然后,对 x 拟合 log(y)。或者,您可以将 scipy.optimize.curve_fit 函数与 lambda 表达式结合使用:

lambda t, a, b: a * np.exp(b * t)

对数曲线

要拟合 y = A B log x 形式的曲线,只需将 y 与 log(x) 拟合即可。

numpy.polyfit(numpy.log(x), y , 1)

指数拟合的加权回归

拟合指数曲线时,重要的是要考虑无偏线性拟合方法中对小值的偏差。这种偏差可以通过使用权重与 y 成比例的加权回归来缓解。

numpy.polyfit(x, numpy.log(y), 1, w=np.sqrt(y))

使用 scipy.optimize.curve_fit 的优点

虽然变换方法可用于拟合指数和对数函数,但 scipy.optimize.curve_fit 提供了几个优点:

  • 无需变换的曲线拟合
  • 能够处理非单调或非线性化的模型
  • 为本地化提供初步猜测

以上是如何在 Python 中拟合指数和对数曲线:超越多项式拟合?的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章!

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