Mallinnus paraabelilla

Moi!

Mulla on neljä mittauspistettä, jotka näyttää sopivan leveään paraabeliin. Onko tosiaan niin, että kolme pistettä riittää määrittämään paraabelin?

ax^2 bx c on tietenkin paraabelin yhtälö, mutta voinko saada jotenkin tarkemman paraabelin approksimoimaan nämä pisteet? Paraabelin tulee olla siis ylöspäin aukeava ja tiedän, missä huipun (derivaatan nollakohta) täytyy siis olla. Lisäksi paraabeli olisi tarkoitus määritellä ekan ja viimeisen mittauspisteen välillä. Viimeinen mittauspiste siis on paraabelin kärki. Mistä tiedän sopiiko pisteet jollekin paraabelile? Onko jotain yksinkertaista approksimaatiosydeemiä? Tosiaan tarvitsen vain pienen osan sitä paraabelia ja sen pitäisi olla leveä.

Kiitos avusta!
1168
Äänestä

Muut lukivat myös

Vastaukset 11

Vanhimmat

Periaatteessa haluat esimerkiksi ratkaista yhtälöryhmästä

ax₁² bx₁ c = y₁
ax₂² bx₂ c = y₂

ax₉² bx₉ c = y₉

kertoimet a, b ja c.

Tämän voit esittää matriisimuodossa

Xz = y.

missä X on x:n potenssien muodostama matriisi, z kerrointen vektori ja y-arvojen vektori. Ratkaisua varten saadaan neliömuotoinen kerroinmatriisi, kun kerrotaan yhtälö molemmin puolin transponoidulla alkuperäisellä kerroinmatriisilla eli

X^T·Xz = X^T·y

Yhtälö ratkaistaan normaaliin tapaan, ja se tuottaa paraabelin sovituksen pisteisiin pienimmän neliösumman mielessä.

Kaikkein kätevimmin ratkaisu onnistuu esimerkiksi Excelin matriisifunktioilla.

Äänestä
  • Vielä yksi vihje: Mikäli haluaa painottaa jotakin pistettä muita enemmän, ottaa vain tämän yhtälön useampikertaisena mukaan ryhmään.

    Lisäksi varoituksen sana: Esitetty yhtälöryhmän ratkaisumenetelmä soveltuu vain matala-asteisille polynomeille. Korkea-asteisille polynomeille kannattaa käyttää fiksumpia menetelmiä.

    Äänestä

  • Mitä nämä fiksummat menetelmät on?

    Äänestä

  • apppö kirjoitti:

    Mitä nämä fiksummat menetelmät on?

    Monte Carlo menetelmä, jos matriisin koko on erittäin suuri.
    Voidaan myös käyttää Jacobi-menetelmää, Gauss-Seidelin menetelmää tai vaikka relaksaatiomrnrtelmää.

    Äänestä


Kokeile pienimmän neliösumman menetelmää.

Äänestä


  • Mikä muu tuo alussa ehdotettu sitten oli?

    Jotkut tunnistavat menetelmän vain laskimestaan.

    Äänestä

Sinulla on pisteet (x(i),y(i)) missä 1 <= i <= 4.

Näiden tulee toteuttaa yhtälöt y(i) = a x(i)^2 b x(i) c siis neljä yhtälöä. Koska nuo a:n, b:n ja c:n kertoimet ovat tunnettuja saadaan a,b ja c ratkaistua kolmen yhtälön avulla. Tämä käy näin pienessä ryhmässä ihan ratkaisemalla ensin vaikkapa a 1. yhtälöstä b:n ja c:n avulla, sijoittamalla se toiseen yhtälöön josta lasketaan vaikkapa b c:n avulla lausuttuna ja lopuksi nämä a = a(c) ja b=b(c) sijoitetaan kolmanteen yhtälöön ja ratkaistaan c. Sitten myös a = a(c) ja b = b(c) selviävät. Jos kaikki neljä pistettä sijaitsevat tuolla paraabelillä niin sen neljännen pisteen tulee toteuttaa saatu yhtälö.

Ihan sama mitkä kolme yhtälöä ratkaisuun ensiksi valitaan.

Jos matriiseja halutaan käyttää niin se kolmen yhtälön ryhmä on

Y = X * A

missä Y on y-arvojen muodostama pystyvektori, X on matriisi jonka vaakarivit ovat vaakavektorit x(i)^2 , x(i) ja 1 ( 3 x 3-matriisi) ja A on pystyvektori jonka muodostavat a,b ja c.

Ratkaisu on sitten

A = X^(-1) * Y

missä X^(-1) on X:n käänteismatriisi . Ja taas sen neljännen pisteen tulee toteuttaa näin saatujen a:n, b:n ja c:n arvojen avulla muodostettu yhtälö, esim. jos neljäs piste ei ollut laskuissa mukana niin tulee olla

y(4) = a x(4)^2 b x(4) c.

Ohman

Äänestä
  • Tuo nyt oli ainakin vastaus siihen, määräävätkö kolme pistettä paraabelin.

    Jos tarkoitus oli löytää paraabeli, joka kulkee mahdollisimman läheltä noita neljää annettua pistettä, niin esim. pienimmän neliösumman keino käy. Tätähän fitting jo suosittelikin.

    Ohman

    Äänestä

Kommentoi aloitusta


tektek kirjoitti:

Moi!

Mulla on neljä mittauspistettä, jotka näyttää sopivan leveään paraabeliin. Onko tosiaan niin, että kolme pistettä riittää määrittämään paraabelin?

ax^2 bx c on tietenkin paraabelin yhtälö, mutta voinko saada jotenkin tarkemman paraabelin approksimoimaan nämä pisteet? Paraabelin tulee olla siis ylöspäin aukeava ja tiedän, missä huipun (derivaatan nollakohta) täytyy siis olla. Lisäksi paraabeli olisi tarkoitus määritellä ekan ja viimeisen mittauspisteen välillä. Viimeinen mittauspiste siis on paraabelin kärki. Mistä tiedän sopiiko pisteet jollekin paraabelile? Onko jotain yksinkertaista approksimaatiosydeemiä? Tosiaan tarvitsen vain pienen osan sitä paraabelia ja sen pitäisi olla leveä.

Kiitos avusta!

Anonyymi
5000

Ilmoita asiaton sisältö

  • Sisältää materiaalia, joka on loukkaavaa, herjaavaa, rasistista, uhkailevaa tai ahdistelevaa.

  • Materiaali sisältää nimiä, yhteystietoja tai muita henkilökohtaisia tietoja. Julkisuuden henkilöistä, julkisissa viroissa toimivista ihmisistä sekä yritysten vastuuhenkilöistä saa keskustella työhön liittyen. Myös yksityiselämään liittyvistä asioista voi keskustella siltä osin, kuin niistä on julkisesti kerrottu.

  • Sisältää lapsille haitallista tai heiltä kiellettyä materiaalia. Seksuaalinen sisältö on sallittua aiheeseen tarkoitetuilla palstoilla, joiden ikäraja on 18 vuotta.

  • Lainvastaista sisältöä voi olla mm. yksityiselämää loukkaavan tiedon levitys, kiihottaminen kansanryhmää vastaan, laiton uhkaaminen, alaikäisiin liittyvä seksuaalinen sisältö/grooming, petokset, identiteettivarkaudet, kunnianloukkaukset ja tekijänoikeusrikkomukset.

  • Sisältö ei liity palstan tai keskusteluketjun aiheeseen.

  • Viesti ei ole suomea tai ruotsia (pl. International Forums), se sisältää mainontaa, se sisältää tekijänoikeuksin suojattua materiaalia, se on massapostitus tai jokin muu syy.

Jaa keskustelu