Elemanter fonksiyonlarla yaklaşım ve hata

Benzer belgeler
Elemanter Fonksiyonlarla Yaklaşım ve Hata

2(1+ 5 ) b = LYS MATEMATİK DENEMESİ. işleminin sonucu kaçtır? A)2 5 B)3 5 C)2+ 5 D)3+ 5 E) işleminin sonucu kaçtır?

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

LYS MATEMATİK DENEME - 1

Lineer Dönüşümler ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Öğr. Grv.Dr. Nevin ORHUN

Sayısal Analiz. Prof. Dr. Erhan Coşkun. Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Fakültesi, Ekim, 2018

TÜREV VE UYGULAMALARI

Lys x 2 + y 2 = (6k) 2. (x 2k) 2 + y 2 = (2k 5) 2 olduğuna göre x 2 y 2 =? Cevap: 14k 2

Matematik 1 - Alıştırma 1. i) 2(3x + 5) + 2 = 3(x + 6) 3 j) 8 + 4(2x + 1) = 5(x + 3) + 3

7.2 Fonksiyon ve Fonksiyon Tanımları (I) Fonksiyon ve Fonksiyon Tanımları (II)

İKİNCİ DERECEDEN DENKLEMLER

Mat Matematik II / Calculus II

MATLAB DA SAYISAL ANALİZ DOÇ. DR. ERSAN KABALCI

Lineer Denklem Sistemleri Kısa Bilgiler ve Alıştırmalar

Çalışma Soruları 1. a) x > 5 b) y < -3 c) xy > 0 d) x 3 < y e) (x-2) 2 + y 2 > 1. ( ) 2x

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 SAYILAR 11 Bölüm 2 KÜMELER 31 Bölüm 3 FONKSİYONLAR

Denklemler İkinci Dereceden Denklemler. İkinci dereceden Bir Bilinmeyenli Denklemler. a,b,c IR ve a 0 olmak üzere,

1. ÇÖZÜM YOLU: (15) 8 = = 13 13:2 = :2 = :2 = 1.2+1

ÖZEL EGE LİSESİ EGE BÖLGESİ OKULLAR ARASI 16. MATEMATİK YARIŞMASI 10. SINIF ELEME SINAVI TEST SORULARI

1. GRUPLAR. c (Birleşme özelliği) sağlanır. 2) a G için a e e a a olacak şekilde e G (e ye birim eleman denir) vardır.

Kübik Spline lar/cubic Splines

Şekilde görülen integralin hesaplanmasında, fonksiyonun her verilen bir noktası için kümülatif alan hesabı yapılır.

Ders 9: Bézout teoremi

Sayısal Analiz(Prof. Dr. Erhan Coşkun, KTU,

1. Hafta Uygulama Soruları

İç-Çarpım Uzayları ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Öğr. Grv. Dr. Nevin ORHUN

1984 ÖYS A) 875 B) 750 C) 625 D) 600 E) 500

MEB YÖK MESLEK YÜKSEKOKULLARI PROGRAM GELİŞTİRME PROJESİ. 1. Matematik ile ilgili temel kavramları açıklayabilme.

PERGEL YAYINLARI LYS 1 DENEME-6 KONU ANALİZİ SORU NO LYS 1 MATEMATİK TESTİ KAZANIM NO KAZANIMLAR

3. HAFTA BLM323 SAYISAL ANALİZ. Okt. Yasin ORTAKCI.

Çalışma Soruları 1. a) x > 5 b) y < -3 c) xy > 0 d) x 3 < y e) (x-2) 2 + y 2 > 1. ( ) 2x

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP FONKS IYONLARA YAKLAŞIM. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

HOMOGEN OLMAYAN DENKLEMLER

1. BÖLÜM Polinomlar BÖLÜM II. Dereceden Denklemler BÖLÜM II. Dereceden Eşitsizlikler BÖLÜM Parabol

Cebirsel Fonksiyonlar

Yrd. Doç. Dr. A. Burak İNNER

T I M U R K A R A Ç AY, H AY D A R E Ş, O R H A N Ö Z E R K A L K U L Ü S N O B E L

EŞİTLİK KISITLI TÜREVLİ YÖNTEMLER

Halit Tansel Satan, Tolga TANIŞ, Simay AYDIN

ARASINAV SORULARININ ÇÖZÜMLERİ GÜZ DÖNEMİ A A A A A A A

Jeodezide Yaklaşım Yöntemleri: Enterpolasyon ve Kollokasyon

11. HAFTA BLM323 SAYISAL ANALİZ. Okt. Yasin ORTAKCI.

Y = f(x) denklemi ile verilen fonksiyonun diferansiyeli dy = f '(x). dx tir.

YAZILI SINAV SORU ÖRNEKLERİ MATEMATİK

(m+2) +5<0. 7/m+3 + EŞİTSİZLİKLER A. TANIM

Yrd. Doç. Dr. A. Burak İNNER

Öğrenci Seçme Sınavı (Öss) / 18 Haziran Matematik II Soruları ve Çözümleri. = 1 olur.


ÇEV 2006 Mühendislik Matematiği (Sayısal Analiz) DEÜ Çevre Mühendisliği Bölümü Doç.Dr. Alper ELÇĐ


Yüksek basamaktan tek adım Sonlu Fark Yöntemleri

LĐMĐT ÖSS ÖYS YILLAR SAĞDAN VE SOLDAN LĐMĐT. ÇÖZÜM: x=2 f(x) de yerine yazılır cevap:7

Sağ Taraf Fonksiyonu İle İlgili Özel Çözüm Örnekleri(rezonans durumlar)

Yrd. Doç. Dr. A. Burak İNNER

MATEMATİK SINAVI MATEMATİK TESTİ SORU KİTAPÇIĞI 19 HAZİRAN 2010 BU SORU KİTAPÇIĞI 19 HAZİRAN 2010 LYS 1 MATEMATİK TESTİ SORULARINI İÇERMEKTEDİR.

Lineer Denklem Sistemleri

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 KÜMELER Bölüm 2 SAYILAR

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

( ) v = 3i -4j vektörünün boyu kaç birimdir? r r r r A) 5 B) 4 C) 3 D) 2 E ) 1. Çözüm: v = 3i -4j Vektörün boyu ω olsun.

1991 ÖYS. 9. Parasının 7. ünü kardeşine veren Ali nin geriye lirası kalmıştır. Buna göre, Ali nin başlangıçtaki parası kaç liradır?

4. HAFTA BLM323 SAYISAL ANALİZ. Okt. Yasin ORTAKCI.

İleri Diferansiyel Denklemler

Prof.Dr.F.Nejat EKMEKCİ, Prof. Dr. Yusuf YAYLI, BAHAR

2) Bir mağazada, bir ürüne satış fiyatı üzerinden %7 indirim yapılmış. Eğer yeni fiyatı 372 TL ise, kaç liralık indirim yapılmıştır?

MAK1010 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BİLGİSAYAR UYGULAMALARI

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Lineer Cebir. Doç. Dr. Niyazi ŞAHİN TOBB. İçerik: 1.1. Lineer Denklemlerin Tanımı 1.2. Lineer Denklem Sistemleri 1.3. Matrisler

BÖLÜNMÜŞ FARKLAR (DİVİDED DİFFERENCES)

Ders 05. Çok değişkenli Fonksiyonlar. Kısmi Trevler. 5.1 Çözümler:Alıştırmalar 05. Prof.Dr.Haydar Eş Prof.Dr.Timur Karaçay

POLİNOMLARIN TANIMI. ÖĞRENCİNİN ADI SOYADI: KONU: POLİNOMLAR NUMARASI: SINIFI:

EĞİTİM ÖĞRETİM YILI ANADOLU LİSESİ 12.SINIF MATEMATİK DERSİ ÜNİTELENDİRİLMİŞ YILLIK PLANI 12.SINIF KAZANIM VE SÜRE TABLOSU

x e göre türev y sabit kabul edilir. y ye göre türev x sabit kabul edilir.

DİKKAT! SORU KİTAPÇIĞINIZIN TÜRÜNÜ A OLARAK CEVAP KÂĞIDINIZA İŞARETLEMEYİ UNUTMAYINIZ. MATEMATİK SINAVI MATEMATİK TESTİ

İleri Diferansiyel Denklemler

olsun. Bu halde g g1 g1 g e ve g g2 g2 g e eşitlikleri olur. b G için a b b a değişme özelliği sağlanıyorsa

2. (1 + y ) ln(x + y) = yy dif. denk. çözünüz. 3. xy dy y 2 dx = (x + y) 2 e ( y/x) dx dif. denk. çözünüz.

TÜREVİN UYGULAMALARI. Maksimum ve Minimum Değerler. Tanım : f bir fonksiyon ve D, f nin tanım kümesi olsun.

Math 103 Lineer Cebir Dersi Ara Sınavı

Ders 5 : MATLAB ile Grafik Uygulamaları


2012 LYS MATEMATİK SORU VE ÇÖZÜMLERİ Niyazi Kurtoğlu

Bir özvektörün sıfırdan farklı herhangi bri sabitle çarpımı yine bir özvektördür.

Regresyon ve İnterpolasyon. Rıdvan YAKUT

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Öğrenci Seçme Sınavı (Öss) / 18 Haziran Matematik II Soruları ve Çözümleri. ise fonksiyonu için, = b olduğuna göre, a b kaçtır? = 1 olur.

28/04/2014 tarihli LYS-1 Matematik-Geometri Testi konu analizi SORU NO LYS 1 MATEMATİK TESTİ KAZANIM NO KAZANIMLAR 1 / 31

MAT 101, MATEMATİK I, FİNAL SINAVI 08 ARALIK (10+10 p.) 2. (15 p.) 3. (7+8 p.) 4. (15+10 p.) 5. (15+10 p.) TOPLAM

Öğrenci Yerleştirme Sınavı (Öys) / 26 Haziran Matematik Soruları Ve Çözümleri

1.4 Tam Metrik Uzay ve Tamlaması

MAT 101, MATEMATİK I, ARA SINAV 13 KASIM (10+10 p.) 2. (10+10 p.) 3. ( p.) 4. (6x5 p.) TOPLAM

Prof. Dr. Mahmut Koçak.

Ders 06. a) Anlık hız fonksiyonunu bulunuz b) x=2 ve x = 5 anında hızı bulunuz. c) Hızın 0 olduğu anları bulunuz. Çözüm:

Yrd. Doç. Dr. A. Burak İNNER

CEVAP ANAHTARI. Tempo Testi D 2-B 3-A 4-A 5-C 6-B 7-B 8-C 9-B 10-D 11-C 12-D 13-C 14-C

DİKKAT! SORU KİTAPÇIĞINIZIN TÜRÜNÜ A OLARAK CEVAP KÂĞIDINIZA İŞARETLEMEYİ UNUTMAYINIZ. MATEMATİK SINAVI MATEMATİK TESTİ

Polinomlar. Rüstem YILMAZ

Şekil 23.1: Düzlemsel bölgenin alanı

MATEMATÝK GEOMETRÝ DENEMELERÝ

Birinci Mertebeden Diferansiyel Denklemler Edwards and Penney, Difarensiyel denklemler ve sınır değer problemleri (çeviri: Prof. Dr.

TÜREV VE UYGULAMALARI

Transkript:

Elemanter fonksiyonlarla yaklaşım ve hata Prof. Dr. Erhan Coşkun Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Fakültesi Matematik Bölümü Kasım, 2018 e 5 Kasım, 2018 1 / 48

Elemanter fonksiyonlarla yaklaşım ve hata Bu bölümde Bu bölümde öncelikle verilen bir ayrık veri kümesi için 5 Kasım, 2018 2 / 48

Elemanter fonksiyonlarla yaklaşım ve hata Bu bölümde Bu bölümde öncelikle verilen bir ayrık veri kümesi için standart ve 5 Kasım, 2018 2 / 48

Elemanter fonksiyonlarla yaklaşım ve hata Bu bölümde Bu bölümde öncelikle verilen bir ayrık veri kümesi için standart ve ağırlıklıen küçük kareler yöntemi ile en uygun yaklaşım polinomunun nasıl belirleneceğini inceliyoruz. Ayrıca 5 Kasım, 2018 2 / 48

Elemanter fonksiyonlarla yaklaşım ve hata Bu bölümde Bu bölümde öncelikle verilen bir ayrık veri kümesi için standart ve ağırlıklıen küçük kareler yöntemi ile en uygun yaklaşım polinomunun nasıl belirleneceğini inceliyoruz. Ayrıca standart en küçük kareler yöntemi ile bir aralık üzerinde verilen herhangi bir sürekli fonksiyona daha basit fonksiyonlarla uygun yaklaşımların nasıl gerçekleştirilebileceğini inceliyoruz. 5 Kasım, 2018 2 / 48

Ayrık veri kümesine elemanter fonksiyonlarla yaklaşım Hata içeren noktalardan geçen yüksek dereceli interpolasyon polinomunu bulmak yerine, e 5 Kasım, 2018 3 / 48

Ayrık veri kümesine elemanter fonksiyonlarla yaklaşım Hata içeren noktalardan geçen yüksek dereceli interpolasyon polinomunu bulmak yerine, hatalıveri kümesine yeterince yakın noktalardan geçen daha düşük dereceli polinomu belirleyerek, e 5 Kasım, 2018 3 / 48

Ayrık veri kümesine elemanter fonksiyonlarla yaklaşım Hata içeren noktalardan geçen yüksek dereceli interpolasyon polinomunu bulmak yerine, hatalıveri kümesine yeterince yakın noktalardan geçen daha düşük dereceli polinomu belirleyerek, interpolasyon işlemini elde edilen düşük dereceli polinomla gerçekleştirmek daha akılcıbir yöntemdir. e 5 Kasım, 2018 3 / 48

Standart En Küçük Kareler yöntemi(ekky) ile yaklaşım Veri kümemizin (x 1, y 1 ), (x 2, y 2 ),..., (x m, y m ) nokta çiftlerinden oluştuğunu ve bu nokta çiftlerine en yakın P 1 (x) = a + bx polinomunu belirlemek istediğimizi kabul edelim. 5 Kasım, 2018 4 / 48

Standart En Küçük Kareler yöntemi(ekky) ile yaklaşım Veri kümemizin (x 1, y 1 ), (x 2, y 2 ),..., (x m, y m ) nokta çiftlerinden oluştuğunu ve bu nokta çiftlerine en yakın P 1 (x) = a + bx polinomunu belirlemek istediğimizi kabul edelim. Bu durumda en uygun ölçü iki normu yardımıyla E (a, b) = ile tanımlanmaktadır. m i=1 (P 1 (x i ) y i ) 2 = m i=1 (a + bx i y i ) 2 (1) 5 Kasım, 2018 4 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Amacımız E (a, b) yi minimum yapan a ve b değerlerini belirlemektir. e 5 Kasım, 2018 5 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Amacımız E (a, b) yi minimum yapan a ve b değerlerini belirlemektir. Sözkonusu minimum nokta için gerek şart (yeter şart değil!) E a = 0, E b = 0 e 5 Kasım, 2018 5 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Amacımız E (a, b) yi minimum yapan a ve b değerlerini belirlemektir. Sözkonusu minimum nokta için gerek şart (yeter şart değil!) E a = 0, E b = 0 m E a = 2 i=1 (a + bx i y i ) = 0 ma + ( m i=1 x i ) b = m y i (2) i=1 e 5 Kasım, 2018 5 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Amacımız E (a, b) yi minimum yapan a ve b değerlerini belirlemektir. Sözkonusu minimum nokta için gerek şart (yeter şart değil!) E a = 0, E b = 0 m E a = 2 i=1 (a + bx i y i ) = 0 ma + ( m i=1 x i ) b = m y i (2) i=1 m E b = 2 i=1 elde ederiz. ( m ) ( m (a + bx i y i )x i = 0 x i a + i=1 i=1 x 2 i ) b = m x i y i i=1 (3) 5 Kasım, 2018 5 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım (2) ve (3) sistemi çözülerek a ve b değerleri ve dolayısıyla da istenilen P 1 (x) polinomu elde edilmiş olunur.(1) daki karelerin toplamını minimize etmek(en küçük yapmak) için kullanılan bu yönteme, En Küçük Kareler Yöntemi(EKKY) adıverilir. 5 Kasım, 2018 6 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım (2) ve (3) sistemi çözülerek a ve b değerleri ve dolayısıyla da istenilen P 1 (x) polinomu elde edilmiş olunur.(1) daki karelerin toplamını minimize etmek(en küçük yapmak) için kullanılan bu yönteme, En Küçük Kareler Yöntemi(EKKY) adıverilir. Öte yandan (2) ve (3) sistemi matris-vektör notasyonu yardımıyla da ifade edilebilir: 5 Kasım, 2018 6 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım (2) ve (3) sistemi çözülerek a ve b değerleri ve dolayısıyla da istenilen P 1 (x) polinomu elde edilmiş olunur.(1) daki karelerin toplamını minimize etmek(en küçük yapmak) için kullanılan bu yönteme, En Küçük Kareler Yöntemi(EKKY) adıverilir. Öte yandan (2) ve (3) sistemi matris-vektör notasyonu yardımıyla da ifade edilebilir: vektörleri ile 1 = [1, 1,, 1] T, (m elemanlı) x = [x 1, x 2,, x m ] T, y = [y 1, y 2,, y m ] T, u = [a, b] T 5 Kasım, 2018 6 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım u = [a, b] T bilinmeyen vektörü 5 Kasım, 2018 7 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım u = [a, b] T bilinmeyen vektörü A = [1 x] matrisi ile A T Au = A T y (4) sisteminin çözümü olarak elde edilir. 5 Kasım, 2018 7 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Örnek (0, 0), (1, 3/2), (2, 1/2), (3, 4), (4, 3) noktalarıiçin P 1 (x) = a + bx biçimindeki birinci dereceden en iyi yaklaşım polinomunu En Küçük Kareler Yöntemini kullanarak belirleyiniz. 5 Kasım, 2018 8 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Örneğimiz için A = 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4, y = 0 3/2 1/2 4 3 e 5 Kasım, 2018 9 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Örneğimiz için ile A T A = A = 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 [ 5 10 10 30, y = 0 3/2 1/2 4 3 ] [, A T 10 y = 53/2 olup, bilinmeyen vektörü u = [a b] T olmak üzere, (4) den denklem sistemini elde ederiz. 5a + 10b = 10 10a + 30b = 53/2 e 5 Kasım, 2018 9 / 48 ]

EKKY yöntemi ile yaklaşım Bu sistemi çözerek, elde ederiz. Elde edilen a = 1/10; b = 17/20 P 1 (x) = 1/10 + 17/20x doğrusunun ( ) ile belirtilen verilere uygun mesafelerden geçerek (1) ile verilen E (a, b) hatasınıminimize etmeye çalıştĭgıgörülmektedir. e 5 Kasım, 2018 10 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım ec (Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Figure: FakültesiPMatematik 1 (x) polinomu, Bölümü) 5 nokta çiftleri( ) Kasım, 2018 11 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Örnek Verilen (x i, y i ), i = 1, 2,, m noktalarına uygun P 1 (x) = a + bx polinomunu belirleyerek, 1 ile verilen hatayıbelirledikten sonra t ( min 1 i m (x i ), max 1 i m (x i )) için t noktasındaki değeri P 1 (x) yardımıyla tahmin [toplam_hata, tahmin] = ekky1(x, y, t) komutu ile çalışan bir En Küçük Kareler Yöntemi uygulamasıgeliştiriniz. Burada x ve y sırasıyla nokta çiftlerinin apsis ve ordinatlarınıiçeren vekörlerdir. 5 Kasım, 2018 12 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım algoritması Algoritma 1 Girdi(x, y) 5 Kasım, 2018 13 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım algoritması Algoritma 1 Girdi(x, y) 2 m := x in eleman sayısı 5 Kasım, 2018 13 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım algoritması Algoritma 1 Girdi(x, y) 2 m := x in eleman sayısı 3 x := x T, y := y T sütun vektörini tanımlayalım. 5 Kasım, 2018 13 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım algoritması Algoritma 1 Girdi(x, y) 2 m := x in eleman sayısı 3 x := x T, y := y T sütun vektörini tanımlayalım. 4 birler isimli m bileşenli 1 rakamlarından oluşan sütun vektörünü tanımlayalım. 5 Kasım, 2018 13 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım algoritması Algoritma 1 Girdi(x, y) 2 m := x in eleman sayısı 3 x := x T, y := y T sütun vektörini tanımlayalım. 4 birler isimli m bileşenli 1 rakamlarından oluşan sütun vektörünü tanımlayalım. 5 A := [birler x] matrisini oluştur. 5 Kasım, 2018 13 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım algoritması Algoritma 1 Girdi(x, y) 2 m := x in eleman sayısı 3 x := x T, y := y T sütun vektörini tanımlayalım. 4 birler isimli m bileşenli 1 rakamlarından oluşan sütun vektörünü tanımlayalım. 5 A := [birler x] matrisini oluştur. 6 B := A T A matrisi ve c := A T y vektörünü oluştur 5 Kasım, 2018 13 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım algoritması Algoritma 1 Girdi(x, y) 2 m := x in eleman sayısı 3 x := x T, y := y T sütun vektörini tanımlayalım. 4 birler isimli m bileşenli 1 rakamlarından oluşan sütun vektörünü tanımlayalım. 5 A := [birler x] matrisini oluştur. 6 B := A T A matrisi ve c := A T y vektörünü oluştur 7 Bu = c sistemini çözerek u := [a b] T bilinmeyenlerini belirle 5 Kasım, 2018 13 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım algoritması Algoritma 1 Girdi(x, y) 2 m := x in eleman sayısı 3 x := x T, y := y T sütun vektörini tanımlayalım. 4 birler isimli m bileşenli 1 rakamlarından oluşan sütun vektörünü tanımlayalım. 5 A := [birler x] matrisini oluştur. 6 B := A T A matrisi ve c := A T y vektörünü oluştur 7 Bu = c sistemini çözerek u := [a b] T bilinmeyenlerini belirle 8 (x, y) ikililerinin eksende yerlerini işaretle 5 Kasım, 2018 13 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım algoritması Algoritma 1 Girdi(x, y) 2 m := x in eleman sayısı 3 x := x T, y := y T sütun vektörini tanımlayalım. 4 birler isimli m bileşenli 1 rakamlarından oluşan sütun vektörünü tanımlayalım. 5 A := [birler x] matrisini oluştur. 6 B := A T A matrisi ve c := A T y vektörünü oluştur 7 Bu = c sistemini çözerek u := [a b] T bilinmeyenlerini belirle 8 (x, y) ikililerinin eksende yerlerini işaretle 9 p(x) = a + bx polinomunun grafiğini aynıeksende çizdir. 5 Kasım, 2018 13 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım algoritması Algoritma 1 Girdi(x, y) 2 m := x in eleman sayısı 3 x := x T, y := y T sütun vektörini tanımlayalım. 4 birler isimli m bileşenli 1 rakamlarından oluşan sütun vektörünü tanımlayalım. 5 A := [birler x] matrisini oluştur. 6 B := A T A matrisi ve c := A T y vektörünü oluştur 7 Bu = c sistemini çözerek u := [a b] T bilinmeyenlerini belirle 8 (x, y) ikililerinin eksende yerlerini işaretle 9 p(x) = a + bx polinomunun grafiğini aynıeksende çizdir. 10 a ve b değerlerini geri gönder 5 Kasım, 2018 13 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım function [a,b]=ekky1(x,y) x=x ;y=y ;m=length(x); e 5 Kasım, 2018 14 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım function [a,b]=ekky1(x,y) x=x ;y=y ;m=length(x); birler=ones(m,1); e 5 Kasım, 2018 14 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım function [a,b]=ekky1(x,y) x=x ;y=y ;m=length(x); birler=ones(m,1); A=[birler x]; e 5 Kasım, 2018 14 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım function [a,b]=ekky1(x,y) x=x ;y=y ;m=length(x); birler=ones(m,1); A=[birler x]; B=A *A; e 5 Kasım, 2018 14 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım function [a,b]=ekky1(x,y) x=x ;y=y ;m=length(x); birler=ones(m,1); A=[birler x]; B=A *A; c=a *y; e 5 Kasım, 2018 14 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım function [a,b]=ekky1(x,y) x=x ;y=y ;m=length(x); birler=ones(m,1); A=[birler x]; B=A *A; c=a *y; u=b\c; e 5 Kasım, 2018 14 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım function [a,b]=ekky1(x,y) x=x ;y=y ;m=length(x); birler=ones(m,1); A=[birler x]; B=A *A; c=a *y; u=b\c; p=@(xx) u(1)+u(2)*xx; e 5 Kasım, 2018 14 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım function [a,b]=ekky1(x,y) x=x ;y=y ;m=length(x); birler=ones(m,1); A=[birler x]; B=A *A; c=a *y; u=b\c; p=@(xx) u(1)+u(2)*xx; xx=x(1):0.1:x(end); e 5 Kasım, 2018 14 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım function [a,b]=ekky1(x,y) x=x ;y=y ;m=length(x); birler=ones(m,1); A=[birler x]; B=A *A; c=a *y; u=b\c; p=@(xx) u(1)+u(2)*xx; xx=x(1):0.1:x(end); plot(x,y, *, markersize,10); hold on; e 5 Kasım, 2018 14 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım function [a,b]=ekky1(x,y) x=x ;y=y ;m=length(x); birler=ones(m,1); A=[birler x]; B=A *A; c=a *y; u=b\c; p=@(xx) u(1)+u(2)*xx; xx=x(1):0.1:x(end); plot(x,y, *, markersize,10); hold on; yy=p(xx); plot(xx,yy); e 5 Kasım, 2018 14 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım function [a,b]=ekky1(x,y) x=x ;y=y ;m=length(x); birler=ones(m,1); A=[birler x]; B=A *A; c=a *y; u=b\c; p=@(xx) u(1)+u(2)*xx; xx=x(1):0.1:x(end); plot(x,y, *, markersize,10); hold on; yy=p(xx); plot(xx,yy); a=u(1);b=u(2); e 5 Kasım, 2018 14 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Test >> x=[0 1 2 3 4]; >> y=[0 3/2 1/2 4 3]; >> [a,b]=ekky1(x,y) a = 1/10 b = 17/20 e 5 Kasım, 2018 15 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Eğer P 2 (x) = a + bx + cx 2 biçiminde olup, veri kümesine en iyi yaklaşan ikinci dereceden polinomu belirlemek istersek yine aynıişlemleri takip ederiz, ancak bu defa çözülmesi gereken lineer sistem 3 3 lük bir sistem olur. e 5 Kasım, 2018 16 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Eğer P 2 (x) = a + bx + cx 2 biçiminde olup, veri kümesine en iyi yaklaşan ikinci dereceden polinomu belirlemek istersek yine aynıişlemleri takip ederiz, ancak bu defa çözülmesi gereken lineer sistem 3 3 lük bir sistem olur. Veri kümesi üstel veya logaritmik bir dağılıma sahip olması durumunda en iyi yaklaşım polinomu da veri kümesi için iyi bir yaklaşım olmaz. Bir deney sonucunda değerleri zamanla üstel olarak artan veya azalan pozitif ordinatlıbir veri kümesi için en iyi yaklaşım biçiminde olmalıdır. y = ae bx, a > 0 5 Kasım, 2018 16 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Bu durumda E (a, b) = m i=1 (ae bx i y i ) 2 (5) ifadesini minimize eden a ve b değerlerinin belirlenmesi gerekir. 5 Kasım, 2018 17 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Bu durumda E (a, b) = m i=1 (ae bx i y i ) 2 (5) ifadesini minimize eden a ve b değerlerinin belirlenmesi gerekir. Ancak bu durumda E a E b = 2 = 2 m i=1 m i=1 (ae bx i y i )e bx i = 0, (ae bx i y i )ax i e bx i = 0 biçimde yazılabilen a ve b bilinmeyenleri için nonlineer bir sistem elde ederiz ki bu sistemin çözümü de Newton yöntemi gibi sayısal bir yöntem gerektirir. 5 Kasım, 2018 17 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Alternatif bir yöntem takip edebiliriz: y(x i ) = ae bx i (a > 0) değerlerini verilen y i > 0 değerlerine yaklaştırmaya çalışmak ln(y(x i )) değerlerini ln(y i ) değerlerine yaklaştırmaya denktir: Gerçekten de y(x i ) y i ise, logaritma fonksiyonunun sürekliliği gereği dir. ln(y(x i )) ln(y i ) 5 Kasım, 2018 18 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Tersine ise veya yani y(x i ) y i dir. ln(y(x i )) ln(y i ) ln(y(x i )) ln(y i ) 0 ln( y(x i ) y i ) 0 y(x i ) y i 1, 5 Kasım, 2018 19 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım O halde (5) ile verilen fonksiyonu minimize etme problemi Ê (a, b) = = m i=1 m i=1 (ln(ae bx i ) ln(y i )) 2 (ln(a) + bx i ln(y i )) 2 (6) fonksiyonunu minimize etme problemine denktir. e 5 Kasım, 2018 20 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım â = ln(a) ve ŷ i = ln(y i ), i = 1, 2,..., m olarak tanımlarsak, problem (1) a benzer olarak Ê (â, b) = m i=1 (â + bx i ŷ i ) 2 (7) ifadesini minimize eden â ve b değerlerini belirleme problemine, diğer bir değimle Y = â + bx lineer ifadesini elde etme problemine dönüşür. e 5 Kasım, 2018 21 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım â = ln(a) ve ŷ i = ln(y i ), i = 1, 2,..., m olarak tanımlarsak, problem (1) a benzer olarak Ê (â, b) = m i=1 (â + bx i ŷ i ) 2 (7) ifadesini minimize eden â ve b değerlerini belirleme problemine, diğer bir değimle Y = â + bx lineer ifadesini elde etme problemine dönüşür. Yukarıda gerçekleştirilen işleme EKKY için lineerleştirme işlemi adı verilmektedir. e 5 Kasım, 2018 21 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Örnek (0, 1/2), (1, 2), (2, 5), (3, 8) noktalarıiçin y = ae bx biçimindeki en iyi yaklaşımıekky ile belirleyiniz. 5 Kasım, 2018 22 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım (2) ve (3) sisteminin katsayılarınıelde etmek için aşağıdaki tabloyu oluşturalım: y i ŷ i = ln(y i ) 1/2 ln(1/2) = ln 2 2 ln(2) 5 ln(5) 8 ln(8) = 3 ln(2) e 5 Kasım, 2018 23 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Buna göre A = 1 0 1 1 1 2 1 3, ŷ = ln(2) ln(2) ln(5) 3 ln(2) e 5 Kasım, 2018 24 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Buna göre A = 1 0 1 1 1 2 1 3, ŷ = ln(2) ln(2) ln(5) 3 ln(2) için A T A = [ 4 6 6 14 ] [, A T 3 ln(2) + ln(5) ŷ = 10 ln(2) + 2 ln(5) ] e 5 Kasım, 2018 24 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Buna göre A = 1 0 1 1 1 2 1 3, ŷ = ln(2) ln(2) ln(5) 3 ln(2) için A T A = [ 4 6 6 14 ] [, A T 3 ln(2) + ln(5) ŷ = 10 ln(2) + 2 ln(5) ] olarak elde ederiz. 4â + 6b = 3 ln(2) + ln(5) = 3. 688 9 6â + 14b = 10 ln(2) + 2 ln(5) = 10.15 5 Kasım, 2018 24 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Bu sistemi çözerek â. = 0.4628, b. = 0.9233 elde ederiz. a = eâ = 0.6295 ve y = ae bx = 0.6295e 0.9233x elde ederiz. e 5 Kasım, 2018 25 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Bu sistemi çözerek â. = 0.4628, b. = 0.9233 elde ederiz. a = eâ = 0.6295 ve y = ae bx = 0.6295e 0.9233x elde ederiz. Verilen nokta çiftleri ve elde edilen eğrinin grafiği Şekil (2) te verilmektedir. e 5 Kasım, 2018 25 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım 12 10 8 6 4 2 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Figure: Elde edilen üstel fonksiyon ve verilen nokta çiftleri ( ) e 5 Kasım, 2018 26 / 48

EKKY yöntemi ile yaklaşım Benzer biçimde (x i, y i ) nokta çiftleri için y = 1 a+bx biçiminde eğri aranıyorsa ŷ = 1 y y = 1 a+bx " ŷ = 1 biçiminde dönüşümlerle EKKY problemi lineer probleme dönüştürülür. y 2 e 5 Kasım, 2018 27 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım AğırlıklıEn Küçük Kareler yöntemi ile verilen veri kümesi için uygun yaklaşım belirlenirken, verilerin güvenilirliği bilgisi de dikkate alınır. 5 Kasım, 2018 28 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım AğırlıklıEn Küçük Kareler yöntemi ile verilen veri kümesi için uygun yaklaşım belirlenirken, verilerin güvenilirliği bilgisi de dikkate alınır. Bu amaçla w = (w 1, w 2,, w m ), w i 0, m i=1 özelliğini sağlayan w i çarpanları( veya ağırlıkları) için E (a, b; w) = w i = 1 m w i (ax i + b y i ) 2 (8) i=1 ile tanımlanan normu minimize eden a ve b sabitleri belirlenir. 5 Kasım, 2018 28 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım Sözkonusu minimum nokta için gerek şart (yeter şart değil!) E (a, b; w) = 0, a sağlanmasıdır. Fakat E a = 2 m i=1 ( m ) ( m w i a + i=1 E (a, b; w) b w i (a + bx i y i ) = 0 i=1 = 0 x i w i ) b = m y i w i (9) i=1 e 5 Kasım, 2018 29 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım Sözkonusu minimum nokta için gerek şart (yeter şart değil!) E (a, b; w) = 0, a sağlanmasıdır. Fakat E b E a = 2 = 2 m i=1 ( m ) ( m w i a + m i=1 E (a, b; w) b w i (a + bx i y i ) = 0 i=1 i=1 ( m ) ( m x i w i a + i=1 = 0 x i w i ) b = w i (a + bx i y i )x i = 0 i=1 x 2 i w i ) b = m y i w i (9) i=1 m x i y i w i (10) i=1 elde ederiz. 5 Kasım, 2018 29 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım (9) ve (10) sistemi çözülerek a ve b değerleri ve dolayısıyla da istenilen P 1 (x) polinomu elde edilmiş olunur. 5 Kasım, 2018 30 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım (9) ve (10) sistemi çözülerek a ve b değerleri ve dolayısıyla da istenilen P 1 (x) polinomu elde edilmiş olunur. (8) daki karelerin toplamınıminimize etmek(en küçük yapmak) için kullanılan bu yönteme, AğırlıklıEn Küçük Kareler Yöntemi(EKKY) adıverilir. 5 Kasım, 2018 30 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım (9) ve (10) sistemi çözülerek a ve b değerleri ve dolayısıyla da istenilen P 1 (x) polinomu elde edilmiş olunur. (8) daki karelerin toplamınıminimize etmek(en küçük yapmak) için kullanılan bu yönteme, AğırlıklıEn Küçük Kareler Yöntemi(EKKY) adıverilir. Öte yandan (9) ve (10 sistemi matris-vektör notasyonu yardımıyla da ifade edilebilir: Öncelikle vektörlerini ve 1 = [1, 1,, 1] T, x = [x 1, x 2,, x m ] T, y = [y 1, y 2,, y m ] T, u = [a, b] T 5 Kasım, 2018 30 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım A = [1 x] m 2 w 1 0 0. W = 0 w.. 2........ 0 0 0 w m matrisini tanımlayalım. 5 Kasım, 2018 31 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım A = [1 x] m 2 w 1 0 0. W = 0 w.. 2........ 0 0 0 w m matrisini tanımlayalım. Bu durumda [ A T m WA = i=1 w i m i=1 x i w i m i=1 x i w i m i=1 xi 2 w i olarak elde ederiz. ] [, A T m W y = i=1 y i w i m i=1 x i y i w i ] 5 Kasım, 2018 31 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım A = [1 x] m 2 w 1 0 0. W = 0 w.. 2........ 0 0 0 w m matrisini tanımlayalım. Bu durumda [ A T m WA = i=1 w i m i=1 x i w i m i=1 x i w i m i=1 xi 2 w i olarak elde ederiz. İstenilen u = [a, b] T vektörü ise A T WAu = A T W y ] [, A T m W y = i=1 y i w i m i=1 x i y i w i sisteminin çözümü olarak elde edilir. 5 Kasım, 2018 31 / 48 ]

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım örneği Örnek Sırasıyla w 1 = 1/8, w 2 = 1/8 ve w 3 = 3/4 ağırlıklara sahip{(0, 0), (1, 1/2), (2, 4)} veri kümesini göz önüne alalım. Bu veri kümesi için en uygun P 1 (x) = a + bx polinomunu Standart EKKY ve e 5 Kasım, 2018 32 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım örneği Örnek Sırasıyla w 1 = 1/8, w 2 = 1/8 ve w 3 = 3/4 ağırlıklara sahip{(0, 0), (1, 1/2), (2, 4)} veri kümesini göz önüne alalım. Bu veri kümesi için en uygun P 1 (x) = a + bx polinomunu Standart EKKY ve AğırlıklıEKKY ile belirleyiniz e 5 Kasım, 2018 32 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım örneği A = 1 0 1 1 1 2, W = 1/8 0 0 0 1/8 0 0 0 3/4, y = 0 1/2 4 5 Kasım, 2018 33 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım örneği A = 1 0 1 1 1 2, W = 1/8 0 0 0 1/8 0 0 0 3/4, y = 0 1/2 4 Standart EKKY ile, 5 Kasım, 2018 33 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım örneği A = 1 0 1 1 1 2, W = 1/8 0 0 0 1/8 0 0 0 3/4, y = 0 1/2 4 Standart EKKY ile, [ 3 3 A T A = 3 5 ], A T y = [[ 9/2 17/2 3a + 3b = 9/2 3a + 5b = 17/2 ]], A T Au = A T y veya 5 Kasım, 2018 33 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım örneği A = 1 0 1 1 1 2, W = 1/8 0 0 0 1/8 0 0 0 3/4, y = 0 1/2 4 Standart EKKY ile, [ 3 3 A T A = 3 5 ], A T y = [[ 9/2 17/2 3a + 3b = 9/2 3a + 5b = 17/2 sistemini çözerek a = 1/2, b = 2 elde ederiz. ]], A T Au = A T y veya 5 Kasım, 2018 33 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım örneği AğırlıklıEKKY ile 1 0 A = 1 1, W = 1 2 1/8 0 0 0 1/8 0 0 0 3/4, y = 0 1/2 4 ile 5 Kasım, 2018 34 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım örneği AğırlıklıEKKY ile 1 0 A = 1 1, W = 1 2 1/8 0 0 0 1/8 0 0 0 3/4, y = 0 1/2 4 ile A T WA = [ A T WAu = A T W y 1 13/8 13/8 25/8 ] [, A T 49/16 Wy = 97/16 sistemini çözerek, a = 18/31, b = 139/62 elde ederiz. ], 5 Kasım, 2018 34 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım örneği 4 3.5 3 2.5 2 1.5 standart agirlikli 1 0.5 0 0.5 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 Figure: (x i, y i ) noktaları(*) ile Standart ve AğırlıklıEKKY polinom grafikleri e 5 Kasım, 2018 35 / 48

AğırlıklıEKKY yöntemi ile yaklaşım örneği 4 3.5 3 2.5 2 1.5 standart agirlikli 1 0.5 0 0.5 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 Figure: (x i, y i ) noktaları(*) ile Standart ve AğırlıklıEKKY polinom grafikleri AğırlıklıEKKY ile w 3 = 3/4 ağırlĭgına sahip noktaya daha yakınız! e 5 Kasım, 2018 35 / 48

Aralık üzerinde integrallenebilir fonksiyona yaklaşım Önceki bölümümde incelenen ayrık veri kümesi yerine, bazen bir [c, d] aralĭgıüzerinde integrallenebilir bir f fonksiyonuna yüksek dereceli bir interpolasyon polinomu yerine daha basit fonksiyon veya polinomlar yardımıyla yaklaşım elde edilmek istenebilir. e 5 Kasım, 2018 36 / 48

Aralık üzerinde integrallenebilir fonksiyona yaklaşım Önceki bölümümde incelenen ayrık veri kümesi yerine, bazen bir [c, d] aralĭgıüzerinde integrallenebilir bir f fonksiyonuna yüksek dereceli bir interpolasyon polinomu yerine daha basit fonksiyon veya polinomlar yardımıyla yaklaşım elde edilmek istenebilir. Verilen fonksiyona P 1 (x) = a + bx gibi en küçük kareler yaklaşım polinomunu belirlemek için bu defa (1) deki toplam yerine integral sembolü yardımıyla polinom ve fonksiyon arasındaki farkın bir ölçüsü olan(l 2 normunun karesi) E (a, b) = = d c d c (P 1 (x) f (x)) 2 dx (a + bx f (x)) 2 dx ifadesini minimum yapan a ve b değerlerini buluruz. e 5 Kasım, 2018 36 / 48

İntegrallenebilir fonksiyona yaklaşım Bu amaçla yine sağlanmalıdır. veya E a E b E a = 0, E b = 0 d = 2 (a + bx f (x))dx = 0 = 2 c d c (a + bx f (x))xdx = 0 5 Kasım, 2018 37 / 48

İntegrallenebilir fonksiyona yaklaşım Bu amaçla yine sağlanmalıdır. veya E a E b ( d c ( d c xdx E a = 0, E b = 0 d = 2 (a + bx f (x))dx = 0 = 2 ) dx c d c ( d a + c ( d ) a + c (a + bx f (x))xdx = 0 ) xdx x 2 dx b = ) b = d c d c f (x)dx lineer denklem sistemini sağlayan a ve b değerleri verilen f fonksiyonuna en iyi yaklaşan P 1 (x) polinomunu verir. xf (x)dx (11) 5 Kasım, 2018 37 / 48

İntegrallenebilir fonksiyona yaklaşım Örnek f (x) = sin(x) fonksiyonuna [0, π/2] aralĭgında P 1 (x) = a + bx biçimindeki en küçük kareler yaklaşım polinomunu belirleyiniz. 5 Kasım, 2018 38 / 48

İntegrallenebilir fonksiyona yaklaşım E (a, b) = π/2 0 (a + bx sin(x)) 2 dx fonksiyonelini minimize eden a ve b değerleri (11) den ( π/2 ) ( π/2 ) π/2 dx a + xdx b = sin(x)dx 0 0 0 π/2 ( π/2 ) π/2 (xdx) a + x 2 dx b = x sin(x)dx 0 0 0 e 5 Kasım, 2018 39 / 48

İntegrallenebilir fonksiyona yaklaşım π/2 0 π/2 1 2 π sin(x)dx = 1ve x sin(x)dx = ( cos x) dx = 1 0 0 integral değerleri yardımıyla π 2 a + π2 8 b = 1 1 8 π2 a + 1 24 π3 b = 1 e 5 Kasım, 2018 40 / 48

İntegrallenebilir fonksiyona yaklaşım π/2 0 π/2 1 2 π sin(x)dx = 1ve x sin(x)dx = ( cos x) dx = 1 0 0 integral değerleri yardımıyla lineer denklem sisteminden ve elde ederiz. π 2 a + π2 8 b = 1 1 8 π2 a + 1 24 π3 b = 1 a = 1 (8π 24) = 0.114 77 π2 b = 1 (24π 96) = 0.664 44 π3 5 Kasım, 2018 40 / 48

İntegrallenebilir fonksiyona yaklaşım 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0.5 1 1.5 Figure: sin(x) fonksiyonu ve [0, 1.5] aralĭgındaki en küçük kareler yaklaşımı. sin(x) fonksiyonu ve en küçük kareler anlamındaki en iyi yaklaşım polinomu. P 1 (x) = 0.114 77 + 0.664 44x e 5 Kasım, 2018 41 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 1 (0, 1), (1, 3), (2, 1), (3, 6) veri kümesi için EKKY göre aşağıdaki biçimde belirtilen en iyi yaklaşım polinomlarınıbelirleyiniz.(a) şıkkında elde ettiğiniz sonucu nasıl yorumlarsınız. e 5 Kasım, 2018 42 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 1 (0, 1), (1, 3), (2, 1), (3, 6) veri kümesi için EKKY göre aşağıdaki biçimde belirtilen en iyi yaklaşım polinomlarınıbelirleyiniz.(a) şıkkında elde ettiğiniz sonucu nasıl yorumlarsınız. P 0 (x) = a e 5 Kasım, 2018 42 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 1 (0, 1), (1, 3), (2, 1), (3, 6) veri kümesi için EKKY göre aşağıdaki biçimde belirtilen en iyi yaklaşım polinomlarınıbelirleyiniz.(a) şıkkında elde ettiğiniz sonucu nasıl yorumlarsınız. P 0 (x) = a P 1 (x) = a + bx e 5 Kasım, 2018 42 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 1 (0, 1), (1, 3), (2, 1), (3, 6) veri kümesi için EKKY göre aşağıdaki biçimde belirtilen en iyi yaklaşım polinomlarınıbelirleyiniz.(a) şıkkında elde ettiğiniz sonucu nasıl yorumlarsınız. P 0 (x) = a P 1 (x) = a + bx P 2 (x) = a + bx + cx 2 e 5 Kasım, 2018 42 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 1 (0, 1), (1, 3), (2, 1), (3, 6) veri kümesi için EKKY göre aşağıdaki biçimde belirtilen en iyi yaklaşım polinomlarınıbelirleyiniz.(a) şıkkında elde ettiğiniz sonucu nasıl yorumlarsınız. P 0 (x) = a P 1 (x) = a + bx P 2 (x) = a + bx + cx 2 P 3 (x) = a + bx + cx 2 + dx 3 e 5 Kasım, 2018 42 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 1 (0, 1), (1, 3), (2, 1), (3, 6) veri kümesi için EKKY göre aşağıdaki biçimde belirtilen en iyi yaklaşım polinomlarınıbelirleyiniz.(a) şıkkında elde ettiğiniz sonucu nasıl yorumlarsınız. P 0 (x) = a P 1 (x) = a + bx P 2 (x) = a + bx + cx 2 P 3 (x) = a + bx + cx 2 + dx 3 2 Soru 1 için verilen nokta kümesi ile elde ettiğiniz polinom grafiklerini aynıeksende gösteriniz. e 5 Kasım, 2018 42 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 1 (0, 1), (1, 3), (2, 1), (3, 6) veri kümesi için EKKY göre aşağıdaki biçimde belirtilen en iyi yaklaşım polinomlarınıbelirleyiniz.(a) şıkkında elde ettiğiniz sonucu nasıl yorumlarsınız. P 0 (x) = a P 1 (x) = a + bx P 2 (x) = a + bx + cx 2 P 3 (x) = a + bx + cx 2 + dx 3 2 Soru 1 için verilen nokta kümesi ile elde ettiğiniz polinom grafiklerini aynıeksende gösteriniz. 3 Soru 1 için elde ettiğiniz her bir yaklaşım için (1) ile verilen hatayı hesaplayınız. Hata hangi yaklaşım için daha küçüktür? e 5 Kasım, 2018 42 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 4 Soru 1 i sırasıyla w 1 = 1/16, w 2 = 1/16, w 3 = 1/8, w 4 = 3/4 ağırlıklarıile ve AğırlıklıEKKY ile tekrar ediniz. e 5 Kasım, 2018 43 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 4 Soru 1 i sırasıyla w 1 = 1/16, w 2 = 1/16, w 3 = 1/8, w 4 = 3/4 ağırlıklarıile ve AğırlıklıEKKY ile tekrar ediniz. 5 Soru 1 de verilen nokta kümesi ve soru 4 te elde ettiğiniz polinom grafiklerini aynıeksende gösteriniz. e 5 Kasım, 2018 43 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 4 Soru 1 i sırasıyla w 1 = 1/16, w 2 = 1/16, w 3 = 1/8, w 4 = 3/4 ağırlıklarıile ve AğırlıklıEKKY ile tekrar ediniz. 5 Soru 1 de verilen nokta kümesi ve soru 4 te elde ettiğiniz polinom grafiklerini aynıeksende gösteriniz. 6 Soru 2 ve soru 5 te elde ettiğiniz grafikleri inceleyerek, w i, i = 1, 2, 3, 4 ağırlıklarının, yaklaşım polinomlarıüzerindeki etkisini inceleyiniz. e 5 Kasım, 2018 43 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 4 Soru 1 i sırasıyla w 1 = 1/16, w 2 = 1/16, w 3 = 1/8, w 4 = 3/4 ağırlıklarıile ve AğırlıklıEKKY ile tekrar ediniz. 5 Soru 1 de verilen nokta kümesi ve soru 4 te elde ettiğiniz polinom grafiklerini aynıeksende gösteriniz. 6 Soru 2 ve soru 5 te elde ettiğiniz grafikleri inceleyerek, w i, i = 1, 2, 3, 4 ağırlıklarının, yaklaşım polinomlarıüzerindeki etkisini inceleyiniz. 7 Grafiği Soru 1 de verilen noktalardan geçen Q 3 (x) interpolasyon polinomunu belirleyiniz. Q 3 (x) ile Soru 1(d) de elde ettiğiniz P 3 (x) i karşılaştırınız. Ne gözlemliyorsunuz? e 5 Kasım, 2018 43 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 4 Soru 1 i sırasıyla w 1 = 1/16, w 2 = 1/16, w 3 = 1/8, w 4 = 3/4 ağırlıklarıile ve AğırlıklıEKKY ile tekrar ediniz. 5 Soru 1 de verilen nokta kümesi ve soru 4 te elde ettiğiniz polinom grafiklerini aynıeksende gösteriniz. 6 Soru 2 ve soru 5 te elde ettiğiniz grafikleri inceleyerek, w i, i = 1, 2, 3, 4 ağırlıklarının, yaklaşım polinomlarıüzerindeki etkisini inceleyiniz. 7 Grafiği Soru 1 de verilen noktalardan geçen Q 3 (x) interpolasyon polinomunu belirleyiniz. Q 3 (x) ile Soru 1(d) de elde ettiğiniz P 3 (x) i karşılaştırınız. Ne gözlemliyorsunuz? 8 (0, 1), (1, 2), (2, 2.5), (3, 2.8) veri kümesi için EKKY e göre en iyi f (x) = a + bx yaklaşım fonksiyonunu belirleyiniz ve oluşan E(a, b) hatasını hesaplayınız. Fonksiyon ve veri kümesinin grafiğini aynıeksende e 5 Kasım, 2018 43 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 9 Soru 8 de verilen veri kümesi için en iyi g(x) = ln(a + bx) fonksiyonunu ve oluşan E(a, b) hatasınıhesaplayınız. Elde ettiğiniz hatayısoru 3 deki değer ile karşılaştırınız. Belirtilen veri kümesi için f ve g fonksiyonlarından hangisi daha uygundur? 5 Kasım, 2018 44 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 9 Soru 8 de verilen veri kümesi için en iyi g(x) = ln(a + bx) fonksiyonunu ve oluşan E(a, b) hatasınıhesaplayınız. Elde ettiğiniz hatayısoru 3 deki değer ile karşılaştırınız. Belirtilen veri kümesi için f ve g fonksiyonlarından hangisi daha uygundur? 10 (0, 1/2), (2, 3), (3, 8) veri kümesi için EKKY e göre en iyi yaklaşım fonksiyonunu belirleyiniz. f (x) = ae bx 5 Kasım, 2018 44 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 11 f (x) = cos(x) fonksiyonu için [ 1, 1] aralĭgında EKKY göre aşağıdaki biçimde belirtilen en iyi yaklaşım fonksiyonlarınıve oluşan hatalarınıbelirleyiniz. E = 1 1 (f (x) g(x)) 2 dx 5 Kasım, 2018 45 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 11 f (x) = cos(x) fonksiyonu için [ 1, 1] aralĭgında EKKY göre aşağıdaki biçimde belirtilen en iyi yaklaşım fonksiyonlarınıve oluşan hatalarınıbelirleyiniz. g(x) = a E = 1 1 (f (x) g(x)) 2 dx 5 Kasım, 2018 45 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 11 f (x) = cos(x) fonksiyonu için [ 1, 1] aralĭgında EKKY göre aşağıdaki biçimde belirtilen en iyi yaklaşım fonksiyonlarınıve oluşan hatalarınıbelirleyiniz. g(x) = a g(x) = a + bx E = 1 1 (f (x) g(x)) 2 dx 5 Kasım, 2018 45 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 11 f (x) = cos(x) fonksiyonu için [ 1, 1] aralĭgında EKKY göre aşağıdaki biçimde belirtilen en iyi yaklaşım fonksiyonlarınıve oluşan hatalarınıbelirleyiniz. E = g(x) = a g(x) = a + bx g(x) = a + bx + cx 2 1 1 (f (x) g(x)) 2 dx 5 Kasım, 2018 45 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 12 Soru 6 da elde verilen f için x = 0 noktasında sırasıyla sıfırıncıve ikinci dereceden Taylor yaklaşımlarısonucunda oluşan 5 Kasım, 2018 46 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 12 Soru 6 da elde verilen f için x = 0 noktasında sırasıyla sıfırıncıve ikinci dereceden Taylor yaklaşımlarısonucunda oluşan 1 E = 1 1 (cos(x) 1)2 dx, 5 Kasım, 2018 46 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 12 Soru 6 da elde verilen f için x = 0 noktasında sırasıyla sıfırıncıve ikinci dereceden Taylor yaklaşımlarısonucunda oluşan 1 E = 1 1 (cos(x) 1)2 dx, 2 E = 1 1 (cos(x) (1 x2 /2)) 2 dx hatalarınıelde ediniz. (a) ve (b) de elde ettiğiniz sonuçlarısırasıyla, soru 6(a) ve soru 6(c) ile karşılaştırınız. Taylor mu yoksa EKKY yaklaşımımıdaha küçük hata üretmektedir? 5 Kasım, 2018 46 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 12 Soru 6 da elde verilen f için x = 0 noktasında sırasıyla sıfırıncıve ikinci dereceden Taylor yaklaşımlarısonucunda oluşan 1 E = 1 1 (cos(x) 1)2 dx, 2 E = 1 1 (cos(x) (1 x2 /2)) 2 dx hatalarınıelde ediniz. (a) ve (b) de elde ettiğiniz sonuçlarısırasıyla, soru 6(a) ve soru 6(c) ile karşılaştırınız. Taylor mu yoksa EKKY yaklaşımımıdaha küçük hata üretmektedir? 13 Soru 6 ve 7 deki işlemleri Maxima ortamında da gerçekleştiriniz. 5 Kasım, 2018 46 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 14 (x, y) veri kümesi için en iyi n inci dereceden polinomu hesaplayarak katsayılarınıgeri gönderen ve katsayi = ekkypol(x, y, n) yazılımıile çalışan bir MATLAB/Octave programıhazırlayınız. Hazırladĭgınız program (x, y)nokta çiftlerinin ve elde edilen polinomun grafiğini de aynıeksende çizmelidir. 5 Kasım, 2018 47 / 48

Alıştırmalar Alıştırma 14 (x, y) veri kümesi için en iyi n inci dereceden polinomu hesaplayarak katsayılarınıgeri gönderen ve katsayi = ekkypol(x, y, n) yazılımıile çalışan bir MATLAB/Octave programıhazırlayınız. Hazırladĭgınız program (x, y)nokta çiftlerinin ve elde edilen polinomun grafiğini de aynıeksende çizmelidir. 15 (x, y) veri kümesi için en iyi y = ae bx fonksiyonunu hesaplayarak a ve b değerlerini geri gönderen ve [a, b] = ekkyustel(x, y) yazılımıile çalışan bir MATLAB/Octave programıhazırlayınız. Hazırladĭgınız program (x, y) nokta çiftlerinin ve elde edilen y = ae bx fonksiyonunun grafiğini de aynıeksende çizmelidir. 5 Kasım, 2018 47 / 48

Kaynaklar Atkinson, K. An Introduction to Numerical Analysis, John Wiley & Sons, 1988. Coşkun, E. MATLAB/OCTAVE ile Sayısal Hesaplama ve Kodlama(URL:erhancoskun.com.tr). Coşkun, E. Maxima ile Sembolik Hesaplama ve Kodlama(URL:erhancoskun.com.tr). Coşkun, E. MATLAB/OCTAVESayısal Analize Giriş(vektör cebirsel yaklaşım)(url:erhancoskun.com.tr). Stoer, J., Bulirsh, R., Introduction to Numerical Analysis, Springer-Verlag, 1976. e 5 Kasım, 2018 48 / 48