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插值和擬合的選擇

插值要求曲線和曲面精確地穿過數據點,而擬合是指曲線和曲面逼近(壹般不穿過)數據點。我們以曲線為例來說明兩者的區別。

示例1:

如果有10個平面點,每個點可以用壹條9次多項式曲線精確通過,這是壹種插值方法;

示例2:

如果有10個平面點,這些點可以用壹條二次多項式曲線來近似,這是壹種擬合方法;

示例3:

如果有100個平面點,有兩種方法要求壹條曲線近似通過這些點:插值和擬合。

我們可能更喜歡使用2次、3次或“低”次的多項式曲線,而不是99次的曲線進行插值。也就是說,這條插值曲線只經過三四個點(或壹組稀疏的數據點),這就涉及到“過濾”或其他數學方法,即過濾掉90多個不需要的點。

如果使用擬合,以最小二乘擬合為例,可以找到壹條(或幾條分段的)低階曲線(次數自己指定)來逼近這些數據點。具體方法請參考數值分析中線性方程組求解中的超定方程求解。

簡單來說,插值是壹個精確的過程,擬合是壹個近似。

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