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Excel曲线拟合教程:从数据准备到绘制拟合曲线

创作时间:
作者:
@小白创作中心

Excel曲线拟合教程:从数据准备到绘制拟合曲线

引用
CSDN
1.
https://blog.csdn.net/qq_44609324/article/details/140928666

在数据分析和科学研究中,曲线拟合是一项常见的任务。本文将详细介绍如何使用Excel软件进行任意方程的曲线拟合,包括求解方程参数、计算拟合优度(R²)以及绘制数据散点图和拟合曲线。通过本文的指导,读者可以掌握这一实用技能,更好地处理和分析实验数据。

1. 准备工作

首先需要确保Excel的"规划求解"加载项已启用。具体操作如下:

  1. 打开Excel,点击"文件"->"选项"->"加载项"
  2. 在"管理"下拉菜单中选择"Excel加载项",然后点击"转到"
  3. 勾选"规划求解加载项",点击"确定"

接下来,构建一个类似的数据表格。以指数方程为例,假设已知X(自变量)和Y(因变量)的数据,且两者之间存在指数关系,即Y = a * e^(bX)。

GSP (X)
ANPP (Y)
预测值 (Yi)
残差平方 (Ei)
(Y-均值)^2
x1
y1
=H2EXP(H3A2)
=(A2-C2)^2
=(A2-H4)^2
x2
y2
=H2EXP(H3A3)
=(A3-C3)^2
=(A3-H4)^2
...
...
...
...
...

说明:

  • H2单元格输入a的初始值
  • H3单元格输入b的初始值
  • H4单元格计算Y的平均值:=AVERAGE(C2:C142)
  • H6单元格计算残差平方和(SSE):=SUM(E2:E142)
  • H7单元格计算总离差平方和(SST):=SUM(D2:D142)
  • H8单元格计算R²:=1-(H6/H7)

2. 求解参数

使用"规划求解"功能来最小化残差平方和(SSE):

  1. 点击"数据"->"分析"->"规划求解"
  2. 设置目标:将H6单元格(SSE)最小化
  3. 可变单元格:H2和H3(a和b的值)
  4. 点击"求解"

求解完成后,H2和H3单元格将显示最优的a和b值。

3. 绘图

3.1 绘制数据散点图

  1. 选择X和Y数据
  2. 点击"插入"->"散点图"

3.2 绘制拟合曲线

  1. 构建X和Y的预测值列
  2. 将X和Y预测值数据选中,点击"数据"->"筛选"
  3. 对X进行升序排序
  4. 添加拟合曲线:
  • 点击图表,选择"图表工具-设计-选择数据-添加"
  • 选择X和Y预测值
  • 右键点击数据点,选择"设置数据点格式"
  • 选择"线条-实线"
  • 选择"数据标记选项-无"

最终得到包含数据散点和拟合曲线的图表:

最后,可以在图表中添加文本框,显示方程、R²值等信息。

通过以上步骤,读者可以使用Excel完成任意方程的曲线拟合任务,为数据分析和科学研究提供有力支持。

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