由老师编写的数值分析递推公式 MATLAB 程序,已调试无误。
数值分析递推公式程序
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无需遍历数据,动态计算方差的递推公式
在处理大数据或流式数据时,传统的方差计算方法需要遍历所有数据,效率低下且占用大量存储空间。方差递推公式可以解决这个问题,它允许我们根据之前状态的均值、方差、数据量以及当前数据项,动态计算当前状态的方差,而无需存储所有历史数据。
方差递推公式推导过程:
假设我们已经计算出了前 n 个数据的均值为 (bar{x}n) ,方差为 (s_n^2) ,现在新增一个数据 (x{n+1}) ,我们需要计算前 n+1 个数据的方差 (s_{n+1}^2) 。
首先,我们可以根据均值的定义,得到前 n+1 个数据的均值 (bar{x}_{n+1}) :
(bar{x}{n+1} = frac{nbar{x}_n + x{n+1}}{n+1})
然后,我们可以将方差的定义式展开:
(s_{n+1}^2 = frac{1}{n+1}sum_{i=1}^{n+1}(x_i - bar{x}_{n+1})^2)
将 (bar{x}_{n+1}) 代入上式,经过一系列的化简,我们可以得到:
(s_{n+1}^2 = frac{n}{n+1}s_n^2 + frac{n}{(n+1)^2}(x_{n+1}-bar{x}_n)^2)
这个公式就是方差递推公式,它让我们可以在已知前 n 个数据的均值、方差、数据量的情况下,通过简单的计算得到前 n+1 个数据的方差,而无需存储所有历史数据,极大地提高了计算效率。
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以下是一些有助于学习 MATLAB 程序设计的资源:
MathWorks 官方网站:提供 MATLAB 软件下载、文档、教程和示例。
MATLAB Answers:MATLAB 用户社区,可以在这里提问、解答问题以及分享代码。
GitHub:全球最大的软件开发平台,可以搜索和下载 MATLAB 代码库和项目。
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