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Python SciPy 实现最小二乘法

i}\right)=a_{0}+a_{1} x^{1}+a_{2} x{2}+\cdots+a{n} x^{n} ,对于此类型的模型,给定模型和足够多的观测值 y_{i} 即可进行求解。...函数调用方法: scipy.linalg.lstsq(A, y) 使用示例 例一 假设真实的模型是 y=2x+1,我们有一组数据 (x_i,y_i) 共 100 个,看能否基于这 100 个数据找出...x_i 和 y_{i} 的线性关系方程 y=2 x+1 ,我们可以通过以下几步来完成。...计算的结果是一个包含两个元素的元组,第一个元素是一个数组,表示拟合后的参数;第二个元素如果等于1、2、3、4中的其中一个整数,则拟合成功,否则将会返回 mesg。...scipy.optimize.curve_fit 官方文档 scipy.optimize.curve_fit 函数用于拟合曲线,给出模型和数据就可以拟合,相比于 leastsq 来说使用起来方便的地方在于不需要输入初始值

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运用伪逆矩阵求最小二乘解

之前分析过最小二乘的理论,记录了 Scipy 库求解的方法,但无法求解多元自变量模型,本文记录更加通用的伪逆矩阵求解最小二乘解的方法。...; 记录了 Scipy 用于求解最小二乘解的函数; 已经有工具可以解很多最小二乘的模型参数了,但是几个专用的最小二乘方法最多支持一元函数的求解,难以计算多元函数最小二乘解,此时就可以用伪逆矩阵求解了...本质上来说,就是因为这种形式的模型可以凑出形如 A x=b 的矩阵表示,因此可以用这种方法求解。...实例应用 Python 求逆矩阵 矩阵求逆 import numpy as np a = np.array([[1, 2], [3, 4]]) # 初始化一个非奇异矩阵(数组) print(np.linalg.inv.../ 文章链接: https://www.zywvvd.com/notes/study/math/regression/leastsq-gen-inverse/leastsq-gen-inverse/

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    SciPy从入门到放弃

    SciPy简介 SciPy是一种以NumPy为基础,用于数学、工程及许多其他的科学任务的科学计算包,其使用的基本数据结构是由NumPy模块提供的多维数组,因此Numpy和SciPy协同使用可以更加高效地解决问题...、多元标量函数的有约束极小化、全局优化、最小二乘法、单变量函数求解、求根、线性规划、指派问题等问题的求解。...求解该类问题最小值的方法一般是从初始点开始使用梯度下降法求解,因此模型输入中需要指定要求解的函数以及初始点,在optimize模块中可以使用bfgs算法(牛顿算法),代码及返回结果如下: optimize.fmin_bfgs...为了验证这一解是全局最优解,可以通过设置随机的初始点,获取全局最小值(设置得越多,时间成本越高)此处使用暴力求解算法Brute-force: tmp = (-15,15,0.1) global_minX...统计模块 下面结合例子学习如何使用SciPy实现直方图和概率密度函数以及统计检验。

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    队列 | 如何使用数组和链表来实现“队列”

    如何使用数组和链表来实现“队列” 与栈一样,队列(Queue)也是一种数据结构,它包含一系列元素。但是,队列访问元素的顺序不是后进先出(LIFO),而是先进先出(FIFO)。 ? ?...实现一个队列的数据结构,使其具有入队列、出队列、查看队列首尾元素、查看队列大小等功能。与实现栈的方法类似,队列的实现也有两种方法,分别为采用数组来实现和采用链表来实现。下面分别详细介绍这两种方法。...数组实现 分析 下图给出了一种最简单的实现方式,用front来记录队列首元素的位置,用rear来记录队列尾元素往后一个位置。 ?...OK,自此,使用数组实现队列已经搞定。 问题 出队列后数组前半部分的空间不能够充分地利用,解决这个问题的方法为把数组看成一个环状的空间(循环队列)。...OK,使用链表实现队列到此就搞定。 总结 显然用链表来实现队列有更好的灵活性,与数组的实现方法相比,它多了用来存储结点关系的指针空间。

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    python3最小二乘法拟合实例

    它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。利用最小二乘法可以简便地求得未知的数据,并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。...例如,如果f是一个线型函数f(x) = k * x + b, 那么参数k和b就是我们需要确定的值。如果将这些参数组用p来表示的话, 那么我们就是需要找到一组p值使得如下公式中的S函数最小: ?...scipy中的子函数库optimize已经提供了实现最小二乘拟合算法的函数leastsq。下面是用leastsq进行数据拟合的一个例子。...import numpy as np from scipy.optimize import leastsq import pylab as pl def func(x, p):     """    ...#调用leastsq进行数据拟合 #residuals为计算误差的函数 #p0为拟合参数的初始值 #args为需要拟合的实验数据 plsq = leastsq(residuals, p0, args

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    Kadane算法,是如何求解最大子数组和的?

    Kadane's 算法是一种高效解决最大子数组和问题的动态规划算法。它通过迭代数组并维护两个变量来动态更新局部和全局的最大子数组和,最终返回全局最大值。...以下是算法的详细解释及步骤: 算法原理 在给定的整数数组中找到一个连续的子数组,使得子数组的和最大。该问题的关键在于数组中可能包含负数。...步骤 初始化: 令 maxEndingHere 表示以当前位置为结束的最大子数组和,初始值为数组的第一个元素。 令 maxSoFar 表示全局的最大子数组和,初始值也为数组的第一个元素。...算法图解 假设我们有如下数组: nums = [-2, 1, -3, 4, -1, 2, 1, -5, -2, 5] 我们将按照 Kadane's 算法来计算这个数组的最大子数组和。...算法题—翻转增益的最大子数组和 问题描述 小C面对一个由整数构成的数组,他考虑通过一次操作提升数组的潜力。这个操作允许他选择数组中的任一子数组并将其翻转,目的是在翻转后的数组中找到具有最大和的子数组。

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    Scipy使用简介

    optimize模块提供了许多数值优化算法,这里主要对其中的非线性方程组求解、数值拟合和函数最小值进行介绍 非线性方程组求解 fsolve()可以对非线性方程组进行求解,它的基本调用形式为fsolve(...func,x0),其中func是计算方程组误差的函数,它的参数x是一个数组,其值为方程组的一组可能的解。...,fsolve()会自动计算方程组在某点对各个未知变量的偏导数,这些偏导数组成一个二维数组,数学上称之为雅阁比矩阵。...下面将使用来实现各个算法 import numpy as np from scipy import optimize def target_func(x,y): return (1-x)**2+...(x,y,z):位置初始值,他是计算常微分方程所需的各个变量的初始值 t:表示时间的数组,odeint()对此数组中的每个时间点进行求解,得出所有时间点的位置 args:这些参数直接传递给lorenz

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    【收藏】万字解析Scipy的使用技巧!

    optimize模块提供了许多数值优化算法,这里主要对其中的非线性方程组求解、数值拟合和函数最小值进行介绍 非线性方程组求解 fsolve()可以对非线性方程组进行求解,它的基本调用形式为fsolve...(func,x0),其中func是计算方程组误差的函数,它的参数x是一个数组,其值为方程组的一组可能的解。...,fsolve()会自动计算方程组在某点对各个未知变量的偏导数,这些偏导数组成一个二维数组,数学上称之为雅阁比矩阵。...下面将使用 来实现各个算法 import numpy as np from scipy import optimize def target_func(x,y): return (1-x)**...(x,y,z):位置初始值,他是计算常微分方程所需的各个变量的初始值 t:表示时间的数组,odeint()对此数组中的每个时间点进行求解,得出所有时间点的位置 args:这些参数直接传递给lorenz

    4.1K20

    python interpolate.interp1d_我如何使用scipy.interpolate.interp1d使用相同的X数组插值多个Y数组?…

    例如,我有一个二维数据数组,其中一个维度上带有误差条,如下所示: In [1]: numpy as np In [2]: x = np.linspace(0,10,5) In [3]: y = np.sin...scipy.interpolate.interp1d,如何格式化它只需要调用一次?...我想避免这种重复的方法: In [7]: import scipy.interpolate as interpolate In [8]: new_x = np.linspace(0,10,20) In..., kind=’cubic’) 解决方法: 因此,根据我的猜测,我尝试了axis =1.我仔细检查了唯一有意义的其他选项,axis = 0,它起作用了.所以对于下一个有同样问题的假人,这就是我想要的:...np.vstack或np.hstack将new_x和内插数据合并在一行中的语法,但是这个post让我停止尝试,因为似乎更快地预分配了数组(例如,使用np.zeros)然后用新值填充它.

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    Python实现最小二乘法

    上一篇文章讲了最小二乘算法的原理。这篇文章通过一个简单的例子来看如何通过Python实现最小乘法的线性回归模型的参数估计。 王松桂老师《线性统计模型——线性回归与方差分析》一书中例3.1.3。...""" 第三方库 """ import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt from scipy.optimize import leastsq import...其中误差函数error,实际上就是我们模型的估计值与实际的观察值之差,我们就是通过这个差值的最小二乘来对模型中的参数进行估计的。...(2)调用scipy的leastsq函数时,需要有误差函数、初始参数作为输入,还需要把我们读到的观测数据作为参数传入leastsq函数,这是此函数的三个关键的输入参数。...经验模型的效果 可以使用下面的代码打印经过最小二乘运算后的经验模型。

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    推荐系统为什么使用稀疏矩阵?如何使用python的SciPy包处理稀疏矩阵

    这意味着当我们在一个矩阵中表示用户(行)和行为(列)时,结果是一个由许多零值组成的极其稀疏的矩阵。 ? 在真实的场景中,我们如何最好地表示这样一个稀疏的用户-项目交互矩阵?...为什么我们不能只使用Numpy数组或panda数据流呢? 要理解这一点,我们必须理解计算的两个主要约束——时间和内存。前者就是我们所知道的“程序运行所需的时间”,而后者是“程序使用了多少内存”。...从数学的角度来看,如果我们有一个100,000 x 100,000矩阵,这将要求我们有100,000 x 100,000 x 8 = 80gb的内存来存储这个矩阵(因为每个double使用8字节)!...SciPy的稀疏模块介绍 在Python中,稀疏数据结构在scipy中得到了有效的实现。稀疏模块,其中大部分是基于Numpy数组。...为了有效地表示稀疏矩阵,CSR使用三个numpy数组来存储一些相关信息,包括: data(数据):非零值的值,这些是存储在稀疏矩阵中的非零值 indices(索引):列索引的数组,从第一行(从左到右)开始

    2.7K20

    NumPy 数组学习手册:1~5

    我们将讨论如何从命令行安装 NumPy,尽管您可能会使用图形化安装程序。 这取决于您的发行版(发行版)。 安装 Matplotlib,SciPy,和 IPython 的命令是相同的-仅包名称不同。...它由两部分组成,如下所示: 实际数据 一些描述数据的元数据 大多数数组操作均保持原始数据不变。 更改的唯一方面是元数据。 在上一章中,我们已经学习了如何使用arange()函数创建数组。...使用 SciPy leastsq函数建模温度 因此,现在我们有两个想法:或者今天的温度取决于昨天和前天的温度,并且我们假设某种线性组合形成了,或者温度取决于一年中的一天(介于 1 到 366 之间)。...我们将使用 SciPy leastsq函数来最小化此方程式误差的平方。 该模型的过程如下所示: 定义一个计算模型误差的函数。...因此,让我们尝试使用三角函数并再次使用scipy.optimize模块(准确地说是leastsq)中的函数进行拟合,如下所示: 设置一个简单的model函数和一个要最小化的error函数,如以下代码片段所示

    2.7K21

    如何使用 Set 来提高代码的性能

    对于许多用例,这些都是需要的。但是如果想让你的代码尽可能快速和可扩展,那么这些基本类型并不总是足够好。 在本文中,我们将讨论JS 中 Set对象如何让代码更快— 特别扩展性方便。...主要的好处是什么 set 相对于数组有几个优势,特别是在运行时间方面: 查看元素:使用 indexOf()或 includes()检查数组中的项是否存在是比较慢的。...删除元素:在 Set中,可以根据每项的的 value 来删除该项。在数组中,等价的方法是使用基于元素的索引的 splice()。与前一点一样,依赖于索引的速度很慢。...保存 NaN:不能使用 indexOf()或 includes() 来查找值 NaN,而 Set 可以保存此值。...set.add(sum - n))(new Set)); 因为 Set.prototype.has()的时间复杂度仅为 O(1),所以使用 Set 来代替数组,最终使整个解决方案的线性运行时为 O(N)

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    Python | numpy matplotlib scipy练习笔记

    ,按照另一个值进行修改shape,例如b.shape = -1, 5 # b.shape = 4, 3 # print(b) # 使用reshape可以改变数组的尺寸,也可以创建改变了尺寸的新数组c,原数组的...(索引) ### 3.2.1 ### 整数数组存取(索引):当使用整数序列对数组元素进行存取时, ### 将使用整数序列中的每个元素作为下标,整数序列可以是list或ndarray ### 使用整数序列作为下标获得的数组不与原数组共享数据空间...### 8.1 线性回归 ### 8.1.1 线性回归例1(结果较好) from scipy.optimize import leastsq # leastsq 求出想要拟合的函数的参数(求出“满足”...  np.meshgrid()函数的理解  最小二乘法   机器学习中最小二乘法可以理解为就是通过最小化误差的平方和来寻找最佳的匹配函数。...python的科学计算包scipy的里面提供了一个函数,可以求出任意的想要拟合的函数的参数。那就是scipy.optimize包里面的leastsq函数。

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    如何使用 Set 来提高代码的性能

    但是如果想让你的代码尽可能快速和可扩展,那么这些基本类型并不总是足够好。 在本文中,我们将讨论JS 中Set对象如何让代码更快— 特别扩展性方便。 Array 和Set工作方式存在大量的交叉。...但是使用Set会比Array在代码运行速度更有优势。 Set 有何不同 最根本的区别是数组是一个索引集合,这说明数组中的数据值按索引排序。...删除元素:在Set中,可以根据每项的的 value 来删除该项。在数组中,等价的方法是使用基于元素的索引的splice()。与前一点一样,依赖于索引的速度很慢。...保存 NaN:不能使用indexOf()或 includes() 来查找值 NaN,而 Set 可以保存此值。...set.add(sum - n))(new Set)); 因为Set.prototype.has()的时间复杂度仅为O(1),所以使用 Set 来代替数组,最终使整个解决方案的线性运行时为O(N)。

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