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如何在 Python 中将指数和对数曲线拟合到数据?

Susan Sarandon
Susan Sarandon原创
2024-10-27 09:50:30928浏览

How Can You Fit Exponential and Logarithmic Curves to Data in Python?

在 Python 中探索指数和对数曲线拟合

曲线拟合是数据分析中的一项基本技术,涉及找到最能描述数据的函数。数据点集。在许多情况下,指数或对数函数为呈现特征模式的数据提供了准确的模型。

获取多项式曲线拟合

Python 提供了用于拟合多项式曲线的 polyfit() 函数。虽然此函数为各种阶多项式提供了多功能性,但它缺乏指数和对数拟合的对应函数。

求解指数和对数拟合

指数曲线拟合(y = AeBx):

  • 两边取对数:log y = log A Bx
  • 将其视为线性方程: log y = c dx,其中 c = log A 且 d = B
  • 使用 polyfit() 将 log y 与 x 拟合
  • 计算 y = c*edx

对数曲线拟合(y = A B log x):

  • 使用 polyfit() 直接根据 log x 拟合 y
  • 应用指数函数求解 y: y = A B log x

使用 scipy.optimize.curve_fit

对于更高级的曲线拟合,scipy. Optimize.curve_fit 提供了一个强大的解决方案。它无需转换即可将任何函数拟合到数据。

示例:拟合 y = AeBx

import scipy.optimize as opt
import numpy as np

x = np.array([10, 19, 30, 35, 51])
y = np.array([1, 7, 20, 50, 79])

# Provide an initial guess for better fit
def func(x, a, b): return a * np.exp(b * x)
popt, pcov = opt.curve_fit(func, x, y, p0=(4, 0.1))
print("y = {} * exp({} * x)".format(*popt))

此方法提供了更多功能由于直接计算指数函数,可以得到精确的结果。

通过利用这些技术,您可以在 Python 中有效地探索指数和对数曲线并将其拟合到数据中。

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