外推
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在数学中,外推(英语:extrapolation)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
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线性外推
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 和 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, 或 。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
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。