最小二乘法 有效性公式化简怎么推导的?

在给别人的回答中,描述了这个推导过程,希望对你有帮助喽,对于任何曲线都是这个原理哒。
题目:炼钢是氧化脱碳的过程,钢液含碳量直接影响冶炼时间长短。设通过5次实验已得到某平炉冶炼时间y与钢液含碳量x的一组数据
求y与x的函数表达式。(用最小二乘法 直线 拟合此题)
 喵。。也就我这么好心。。。只有15分还帮你写程序。。。。
 如果你将来做技术,你就会经常要搭建数学模型,那么就会大量运用各种的最小二乘法来拟合模型参数,所以要好好学哦,亲~
 希望通过这个例子,能够让你对最小二乘法入门。。。
 最小二乘法,通常用在,我们已知数学模型,但是不知道模型参数的情况下,通过实测数据,计算数学模型,例如,在题目中,数学模型就是直线方程y=ax+b,但是不知道直线方程的a和b。
 本来呢,我们只需要两组(xi,yi),就可以解得a和b,但是由于实测数据都存在误差,所以,我们很容易想到一个办法,我们测很多组数据来让我的a和b更加准确。
“我们测很多组数据来让我的a和b更加准确” ,那么我从数学角度如何体现这句话呢?
比如在此例中,已知数学模型 y=ax+b 
 我们有很多组数据,那么我们要找一条直线,使得我们测得的每个数据,到这条直线的偏离量的总和最小。(这句话有点拗口,慢慢理解下 = =)
 那么怎么用数学描述“偏离量总和最小”这个概念呢? 
 那么对于模型上的点(注意是模型上的点,也就是理论值),F=ax+b-y=0
 但是对于实际值来说,F=axi+b-yi 一定不等于0。那么我们就要找到一对a和b,使得F尽可能接近于0。
 也就是说,“偏离量总和最小”这个概念,在数学上实际上就是要求F的方差最小。
 即 Σ F^2→0 (F的平方和趋近于0)
 也就是说,我们要找到的实际上是f(a,b)的最小值点。(因为方差不可能小于0)
因此我们需要求f(a,b)的极值点。我们借助数学工具偏导。
 那么f(a,b)就是极值点,如果a,b只有一对,那么它就是最小值点。
 其中N是(xi,yi)的个数。即我们测了多少组数据
解上面的二元方程,我们就可以得到唯一的一组a,b啦,这就是我们所需要的a和b
O(∩_∩)O~是不是蛮简单的?
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  • 1), 若发现这些点在一条直线附近,可以令这条直 线方程如(式 1-1)。 Y 计= a0 + a1 X (式 1-1) 其中:a0、a1 是任意实数 为建立这直线方程就要确定 a0 和 a1,应用《最小二乘法原理》,将实测值 Yi 与利用(式 1-1)计算值 (Y 计=a0+a1X)的离差(Yi-Y 计)的平方和〔∑(Yi - Y 计)2〕最小为“优化判据”。 令: φ = 此时的(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(x1, y1、

  • 角坐标系中(如图 1), 若发现这些点在一条直线附近, 可以令这条直线方程 如(式 1-1)。 Y 计= a0 + a1 X (式 1-1) 其中:a0、a1 是任意实数 为建立这直线方程就要确定 a0 和 a1,应用《最小二乘法原理》,将实 测值 Yi 与利用(式 1-1)计算值(Y 计=a0+a1X)的离差(Yi-Y 计)的平方和 〔∑(Yi - Y

  • 最小二乘法主要用来求解两个具有线性相关关系的变量的回归方程,该方法适用于求 解与线性回归方程相关的问题,如求解回归直线方程,并应用其分析预报变量的取值 等.破解此类问题的关键点如下: ①析数据,分析相关数据,求得相关系数 r,或利用散点图判断两变量之间是 否存在线性相关关系,若呈非线性相关关系,则需要通过变量的变换转化构造 线性相关关系. ②建模型.根据题意确定两个变量,结合数据分析的结果建立回归模型. ③求参数.利用回归直线 y=bx+a 的斜率和截距的最小二乘估计公式,求出 b, a,的值.从而确定线性回归方程. ④求估值.将已知的解释变量的值代入线性回归方程 y=bx+a 中,即可求得 y 的预测值. 注意:回归直线方程的求解与应用中要注意两个方面:一是求解回归直线方程时, 利用样本点的中心(x,y)必在回归直线上求解相关参数的值;二是回归直线 方程的应用,利用回归直线方程求出的数值应是一个估计值,不是真实值. 经典例题: 下图是某地区 2000 年至 2016 年环境基础设施投资额(单位:亿元)的折线 图. 为了预测该地区 2018 年的环境基础设施投资额,建立了与时间变量的两个线 性回归模型.根据 2000 年至 2016 年的数据(时间变量的值依次为 1,2.,……, 17)建立模型①:y=-30.4+13.5t;根据 2010 年至 2016 年的数据(时间变 量的值依次为)建立模型②:y=99+17.5t. (1)分别利用这两个模型,求该地区 2018 年的环境基础设施投资额的预测值; (2)你认为用哪个模型得到的预测值更可靠?并说明理由. 思路分析:(1)两个回归直线方程中无参数,所以分别求自变量为 2018 时所 对应的函数值,就得结果,(2)根据折线图知 2000 到 2009,与 2010 到 2016 是两个有明显区别的直线,且 2010 到 2016 的增幅明显高于 2000 到 2009,也高于模型 1 的增幅,因此所以用模型 2 更能较好得到 2018 的预测. 解析:(1)利用模型①,该地区 2018 年的环境基础设施投资额的预测值为 =

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二次根式化简公式及方法,今天上午答出加分

  一、先了解这几个运算法则:
  1.积的算数平方根的性质√ab=√a×√b
  (a≥0,b≥0)
  2.乘法法则√a*√b=√ab
  (a≥0,b≥0)
  二次根式的乘法运算法则,用语言叙述为:两个因式的算术平方根的积,等于这两个因式积的算术平方根.
  二次根式的除法运算法则,用语言叙述为:两个数的算术平方根的商,等于这两个数商的算术平方根.
  一般地,把几个二次根式化为最简二次根式后,如果它们的被开方数相同,就把这几个二次根式叫做同类二次根式.
  2、合并同类二次根式
  把几个同类二次根式合并为一个二次根式就叫做合并同类二次根式.
  3、二次根式加减时,可以先将二次根式化为最简二次根式,再将被开方数相同的进行合并.
  4、注意:有括号时,要先去括号.
  二、然后就可以对二次根式进行化简了:
  分母有理化即将分母从非有理数转化为有理数的过程,以下列出分母有理化的几种方法:
  (1)直接利用二次根式的运算法则:
  (2)利用平方差公式:
  换元法即把根式中的某一部分用另一个字母代替的方法,是化简的重要方法之一.
  1、化简根式:√(12-4√3-4√5+2√15)
  分析:利用因式分解将大根号下的数化为一个完全平方式,即可去掉大根号.
  分析:通关换元法换元,将根号下的数化简,最后求值.
  另外遇到混合运算时:
  1、确定运算顺序.
  2、灵活运用运算定律.
  3、正确使用乘法公式.
  4、大多数分母有理化要及时.
  5、在有些简便运算中也许可以约分,不要盲目有理化.
  6、字母运算时注意隐含条件和末尾括号的注明.
  7、提公因式时可以考虑提带根号的公因式.

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