1. 程式人生 > >最小二乘法(最小平方法)(generalized least squares)

最小二乘法(最小平方法)(generalized least squares)

       許多工程問題,常常需要根據兩個變數的幾組實驗數值:實驗資料,來找出這個兩個變數的函式關係的近似表示式。通常把這樣得到的函式的近似表示式叫做經驗公式。經驗公式建立以後,就可以把生產或實驗中所積累的某些經驗,提高到理論上加以分析。下面我們通過舉例介紹常用的一種建立經驗公式的方法。

        例1:為了測定道具的磨損速度,我們做這樣的實驗:經過一定時間(如每隔一小時),測量一次刀具的厚度,得到一組實驗資料如下:

順序編號 i 0 1 2 3 4 5 6 7
時間 t  /h 0 1 2 3 4 5 6 7
刀具厚度yi /mm 27.0 26.8 26.5 26.3 26.1 25.7 25.3
24.8

試根據上面的實驗資料建立y和t之間的經驗公式y = f(t)。 也就是,要找到一個能使上述資料大體適合的函式關係y = f(t)。

         解     首先,要確定f(t)的型別。為此,我們可按下法處理。在直角座標上取t為橫座標,y為縱座標,描出上述各對資料的對應點,如圖所示,從圖上可以看出,這些點的連線大致接近於一條直線。於是,我們就可以認為y=f(t)是線性函式,並設

f(t) = at + b,

其中a和b是待定常數。

      常數a和b如何確定呢?最理想的情形是選取這樣的a和b,能使直線y=at+b經過圖中所標出的各點,但在實際上這是不可能的。因為這些點本來就不在同一條直線上,因此,我們只能