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外推

数学中,外推(英語:extrapolation,又稱外插[1])是指从已知数据的孤点集合中构建新的数据的方法。与内插类似,但其所得的结果意义更小,而且更加受不确定性影响。

在市场学中,这种方法被用来预测未来产业走向。

外推算法 编辑

线性外推 编辑

线性外推在已知数据末端创建一条切线,并将其延伸。仅当用于延展近似线性的函数或延展区域离已有数据不远时,线性外推才是有效的。

如果使用离 点最近的两个数据点  插值,线性外推的公式为:

 

此公式与线性内插是一样的。只是线性内插时, ;线性外推时,  。线性外推可能使用超过两个点,使用类似回归的技术,对选择包括的数据点进行线性插值的斜率平均化。这类似于线性预测。

多项式外推 编辑

 
拉格朗日外推

构建贯穿所有已知数据或只在终点附近的多项式曲线(两点为线性外推(Linear extrapolation),三点为二次外推(Quadratic extrapolation)),构建的曲线可以延展到所有已知数据外。多项式外推通常使用拉格朗日内插法(Lagrange interpolation)或牛顿有限差分法(Newton's method of finite differences)实现,产生的多项式可以用于外推数据。

高阶的多项式外推必须谨慎使用,例如对于右图的数据,任何高于一阶(线性)的外推方法都可能产生不可用的值。外推值的误差会随着多项式的阶而增长,这与Runge现象有关。

锥形外推 编辑

云形外推 编辑

参考资料 编辑

  1. ^ 外插法. 國家教育研究院. [2023-11-21]. 

外推, 此條目需要补充更多来源, 2023年11月21日, 请协助補充多方面可靠来源以改善这篇条目, 无法查证的内容可能會因為异议提出而被移除, 致使用者, 请搜索一下条目的标题, 来源搜索, 网页, 新闻, 书籍, 学术, 图像, 以检查网络上是否存在该主题的更多可靠来源, 判定指引, 在数学中, 英語, extrapolation, 又稱外插, 是指从已知数据的孤点集合中构建新的数据的方法, 与内插类似, 但其所得的结果意义更小, 而且更加受不确定性影响, 在市场学中, 这种方法被用来预测未来产业走向, 目录,. 此條目需要补充更多来源 2023年11月21日 请协助補充多方面可靠来源以改善这篇条目 无法查证的内容可能會因為异议提出而被移除 致使用者 请搜索一下条目的标题 来源搜索 外推 网页 新闻 书籍 学术 图像 以检查网络上是否存在该主题的更多可靠来源 判定指引 在数学中 外推 英語 extrapolation 又稱外插 1 是指从已知数据的孤点集合中构建新的数据的方法 与内插类似 但其所得的结果意义更小 而且更加受不确定性影响 在市场学中 这种方法被用来预测未来产业走向 目录 1 外推算法 1 1 线性外推 1 2 多项式外推 1 3 锥形外推 1 4 云形外推 2 参考资料外推算法 编辑此章节需要扩充 2019年10月13日 线性外推 编辑 线性外推在已知数据末端创建一条切线 并将其延伸 仅当用于延展近似线性的函数或延展区域离已有数据不远时 线性外推才是有效的 如果使用离x displaystyle x nbsp 点最近的两个数据点 x k 1 y k 1 displaystyle x k 1 y k 1 nbsp 和 x k y k displaystyle x k y k nbsp 插值 线性外推的公式为 y x y k 1 x x k 1 x k x k 1 y k y k 1 displaystyle y x y k 1 frac x x k 1 x k x k 1 y k y k 1 nbsp 此公式与线性内插是一样的 只是线性内插时 x k 1 lt x lt x k displaystyle x k 1 lt x lt x k nbsp 线性外推时 x lt x k 1 displaystyle x lt x k 1 nbsp 或x k lt x displaystyle x k lt x nbsp 线性外推可能使用超过两个点 使用类似回归的技术 对选择包括的数据点进行线性插值的斜率平均化 这类似于线性预测 多项式外推 编辑 nbsp 拉格朗日外推构建贯穿所有已知数据或只在终点附近的多项式曲线 两点为线性外推 Linear extrapolation 三点为二次外推 Quadratic extrapolation 构建的曲线可以延展到所有已知数据外 多项式外推通常使用拉格朗日内插法 Lagrange interpolation 或牛顿有限差分法 Newton s method of finite differences 实现 产生的多项式可以用于外推数据 高阶的多项式外推必须谨慎使用 例如对于右图的数据 任何高于一阶 线性 的外推方法都可能产生不可用的值 外推值的误差会随着多项式的阶而增长 这与Runge现象有关 锥形外推 编辑 云形外推 编辑参考资料 编辑 外插法 國家教育研究院 2023 11 21 nbsp 这是一篇與統計學相關的小作品 你可以通过编辑或修订扩充其内容 查论编 取自 https zh wikipedia org w index php title 外推 amp oldid 79826661, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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