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Ejemplo: Spline de mínimo cuadrado
Spline2, Binterp y DWS
Utilice la función Spline2 para buscar el conjunto óptimo de nudos que Binterp necesita para calcular una interpolación spline de mínimos cuadrados.
1. Defina un conjunto de datos.
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w es un vector de pesos que proporciona las desviaciones estándar aproximadas del error aleatorio en y.
2. Defina el grado de los polinomios spline deseados.
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3. Llame a la función Spline2.
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El primer elemento del vector b es el orden de B-spline. El segundo elemento proporciona el número de intervalos (knots - 1). Los elementos siguientes son los valores de nudo. Los demás elementos contienen los coeficientes de las funciones B-spline básicas.
El primer y el último nudo, cuando se generan automáticamente, coinciden con los puntos finales de los datos x originales.
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4. Llame a la función Binterp para un rango de valores que coincida con el rango de x.
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La fila i de spline1 contiene el valor interpolado, y la primera, segunda y tercera derivadas en el punto definido por el rango i.
5. Trace los datos originales y el spline interpolado.
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El número óptimo de nudos y su espaciado están determinados por la estadística de Durbin-Watson. Esta estadística debe tener un valor aproximado de 2 para que el ajuste sea adecuado. La estadística se puede buscar con la función DWS o mediante la extracción del elemento pertinente de la matriz b:
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6. Utilice el último argumento opcional de Spline2, un porcentaje entre 0 y 1, para proporcionar un nivel de significancia o de rechazo para la prueba de Durbin-Watson.
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En general, aunque no siempre, los niveles de rechazo elevados producen más nudos y cálculos más largos.
7. Calcule el número de nudos que utiliza Spline2.
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8. Llame a la función DWS para calcular la estadística de Durbin-Watson.
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9. Trace los dos splines interpolados.
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La interporlación se puede realizar sin pesos:
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La interpolación se puede realizar sin pesos, pero es necesario un nivel de rechazo:
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Derivadas del spline
Trace las tres primeras derivadas del spline de interpolación.
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Suministro de nudos propios
Es posible proporcionar nudos propios para la interpolación B-spline.
1. Defina una cadena de nudos.
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2. Trace el spline interpolado.
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Se pueden proporcionar nudos sin vector de ponderación:
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Valores atípicos
Se puede ver el efecto de quitar un valor atípico en la interpolación spline.
1. Llame a la función GrubbsClassic para detectar el punto que tiene más probabilidades de ser un valor atípico.
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En la parte superior del segundo pico de datos, hay un punto sospechoso.
2. Quite el punto del conjunto de datos y la función de ponderación.
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3. Llame a la función Spline2 para el nuevo conjunto de datos.
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Según la estadística de Durbin-Watson, el ajuste ha mejorado:
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4. Compare los resultados de las interpolaciones en el valor de datos sospechoso:
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El spline desciende ligeramente cuando se quita el valor atípico.