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最小二乘法最小三乘法.docx

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最小二乘法最小三乘法.docx

文档介绍

文档介绍:最小二乘法
在我们研究两个变量(x,y)之间的相互关系时,通常可以得到一系列成对的 数据(xp x2, y2... xm, ym);将这些数据描绘在x -y直角座标系中,若发现这 些点在一条直线附近,可以令这条直线方程如:
= a0 +最小二乘法
在我们研究两个变量(x,y)之间的相互关系时,通常可以得到一系列成对的 数据(xp x2, y2... xm, ym);将这些数据描绘在x -y直角座标系中,若发现这 些点在一条直线附近,可以令这条直线方程如:
= a0 + axX (式1-1),其中:%、弓是任意实数。
为建立这直线方程就要确定%和弓,应用最小二乘法原理,将实测值};与利 用式1-1计算值(与=a0+ %x)的离差(匕-与)的平方和£(匕- 0)2最 小为“优化判据”。
令:
。=£(匕一匕十)2 (式1—2)
把式1T代入式1~2中得:
(P = £(匕一% — qX,.) (式1一3)
当£(*-匕十)平方最小时,可用函数仞对%、弓求偏导数,令这两个偏导数等 于零。
=-2£仁-/ -闩耳)=0
(式 1-4)
°%
=-2耳.£(岛 - % - q电=。
(式 1-5)
dax
亦即:
m a0 + (EX.) ax - Z匕 (式1一6)
(£x,.)%+(£x「)[=顼x,, K)
(式 1 — 7)
得到的两个关于%、巧为未知数的两个方程组,解这两个方程组得出:
% = I m - ax (SXz ) / m (式 1-8)
Q]—
(Ea"](式]_9)
£X:一 (£X,. )2 / m)]
这时把%、巧代入式1-1中,此时式1-1就是我们回归的元线性方程,即数 学模型。
在回归过程中,回归的关联式是不可能全部通过每个回归数据点 31,叫、x2, y2...xm,ym),为了判断关联式的好坏,可借助相关系数“R” ,统计量 “F”,剩余标准偏差“S”进行判断;“R”越趋近于1越好;“F”的绝对值越 大越好;“S”越趋近于0越好。
R =―「「AKEX'g/g] (式]_]0)
SQR^JLX,2- m (£X,./ 初)\[£尸_ 秫(£匕/ 时2」}
在(式1-1)中,m为样本容量,即实验次数;Xj、匕分别任意一组实验X、Y 的数值。
最小三乘法
当研究实际中两个变量(X,时之间的相互关系时,也可得到一系列成对的数 据(知叫、x2,y2 ... xm,ym);将这些数据描绘在x - y直角座标系中,发现这些点
在一条曲线附近,假设这条曲线的一元非线性方程如式2-lo
yif = aQ+ a,Xk (式2-1),其中:%、%、k是任意实数。
为建立曲线方程,就要确定a。、和k值,应用最小二乘法同样的方法,将 实测值匕与计算值0(匕十=% + OX)的离差(Y-与)的平方和£(匕-0)2为
依据:
令:
(p = £( 匕十)~ (式2-2)
把式2-1代入式2-2中得:
(P =
用函数巾分别对&、a】和k求偏导数,
=-2£&-%-口占*)=。
dax
~~=-zx; £(*-(30 - “ a*)=o dax
£(:-%-。占,*)2 (式2-3)
(式 2-4)
(式 2-5)
(式 2-6)