大纲
1、提出背景
在分析数据的时候常用到插值,如线性插值、抛物线插值、拉格朗日插值等,但是其
存在缺陷是:
1.所表达的多项式次数一般为n次
2.数据存在误差时会偏离实际的曲线
2、最小二乘法定义
样本数据xi在y轴上的点yi与拟合曲线zi=f(xi)之间的差的平方和。
设所求的多项式为
假设存在n+1个样本即(),i=0,1,…n
则由最小二乘法的定义可知:使得所有样本差的平方和最小时时多项式的系数。
即
分别对a0,a1,…,ak求偏导,即
即存在存在n+1元一次线性方程组。
即如果拟合曲线是线性多项式,则相当于求解二元一次方程组。
如果拟合曲线是非线性多项式,如二次,则求解三元一次方程组。
以此类推,求解n次多项式,则相当于求解n+1阶线性方程组。
3、为什么是平方和?
假设如果取绝对值的话,曲线存在尖点就不能求导(偏导)。最小二乘法的本质就是求解线性方程组。
4、应用
这是一篇硕士论文中运用拟合(最小二乘法的案例,详情见参考文献),由于硬件原因,测量距离和实际距离存在偏差,通过
二次多项式拟合方式的补差误差。前面谈到,二次的话需要求解三元一次方程组。
参考文献
[1] 蔡锁章,杨明等. 数值计算方法[M]:2 版. 北京:国防工业出版社,2016.2.
[2] 徐国平. 智能感控视力保护仪的设计[D]. 湖北省武汉市:华中师范大学物理科学与技术学院,,2013.(p66)
时间:2021-06-13/15:41:56