東京工芸大学
電子情報工学科

電子情報工学基礎実験III
過渡現象

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実験データの近似

[Graphics:Images/kato7_gr_28.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_44.gif]


実験データをグラフにする

測定データを data として入力する
      (x1,y1), (x2,y2), (x3,y3), ... (xn,yn)
[Graphics:Images/kato7_gr_1.gif]
[Graphics:Images/kato7_gr_2.gif]
ListPlotによりグラフを描く
[Graphics:Images/kato7_gr_3.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_4.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_5.gif]
縦・横軸を調整する
      PlotRange->{{Xmin,Xmax},{Ymin,Ymax}}
点のサイズも、もう少し大きくする
[Graphics:Images/kato7_gr_6.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_7.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_8.gif]
横軸と縦軸にラベルを付ける
      AxesLabel->{"横軸ラベル", "縦軸ラベル"}
文字の大きさを少し大きくする (12ポイント)
      TextStyle->{FontSize->ポイント数}
得られる図を fig1 とする。
[Graphics:Images/kato7_gr_9.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_10.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_11.gif]

データの近似1

データを4次までの多項式で近似する
      Fit[データリスト, {項の並び}, 変数]
[Graphics:Images/kato7_gr_12.gif]
[Graphics:Images/kato7_gr_13.gif]
x=10のとき、最後の項は 85.4735 と大きな値になるので、近似が不十分

xの6次式までで近似する

[Graphics:Images/kato7_gr_14.gif]
[Graphics:Images/kato7_gr_15.gif]
適切な近似ではないだろうが、グラフにしてみる
[Graphics:Images/kato7_gr_16.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_17.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_18.gif]
fig1 と重ねて描く
[Graphics:Images/kato7_gr_19.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_20.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_21.gif]

データの近似2

近似する関数を変えてみる
fig1 は反比例のグラフににているので 1/x を追加する。
      y = a + b/x + cx + dx^2 + ex^3
で近似する。
[Graphics:Images/kato7_gr_22.gif]
[Graphics:Images/kato7_gr_23.gif]
3次の係数が小さいので、適切に近似できているようだ
そこで、グラフ化し、えられる図を fig2 とする。
[Graphics:Images/kato7_gr_24.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_25.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_26.gif]
縦軸のスケールが異なるので、判断できない。
fig1 と重ねてみる。
[Graphics:Images/kato7_gr_27.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_28.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_29.gif]
前の結果(Out[8])よりも適切な結果が得られた。

      実験データを近似する場合は、理論的な根拠をもとにした関数を
      用いることが望ましい。

データの近似3

      data を最初の4つと残りのグループに分け、それぞれを直線で近似する。

最初の4点を取出す

[Graphics:Images/kato7_gr_30.gif]
[Graphics:Images/kato7_gr_31.gif]
取出した4点から近似直線を求める
得られる結果を f1 とする
[Graphics:Images/kato7_gr_32.gif]
[Graphics:Images/kato7_gr_33.gif]
縦軸(x=0)と y=16.89 で交差する直線が得られた

dataより、残り(5〜10)のデータを取出し直線近似して、 f2 とする
[Graphics:Images/kato7_gr_34.gif]
[Graphics:Images/kato7_gr_35.gif]
得られた f1, f2 を、それぞれ、x=0〜1.5, x=0.5〜10 の
範囲でグラフにする。
[Graphics:Images/kato7_gr_36.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_37.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_38.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_39.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_40.gif]
上の図を fig3 とする
[Graphics:Images/kato7_gr_41.gif]
[Graphics:Images/kato7_gr_42.gif]
fig1 と fig3 を重ねて描く
[Graphics:Images/kato7_gr_43.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_44.gif]

[Graphics:Images/kato7_gr_45.gif]

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Converted by Mathematica      October 3, 2002


東京工芸大学電子情報工学科
木下照弘 (T.Kinoshita)