Хочу дополнить
Иван Шумов. Действительно, функцию можно только угадать. В таких ситуациях обычно берут несколько гипотез о функциях (например, линейная регрессия) и вычисляют некие критерии правдоподобности (например, критерий Пирсона). А затем выбирают наиболее подходящие функции на каждом участке или сразу на всей области определения.
Ну а когда точность сильно хромает, уже переходят на теорию вероятности и все такое.