https://blog.csdn.net/qq_31073871/article/details/81067301
已知變量X和Y為線性關系(這里XY均為nx1的列向量),為了得知X和Y到底具有怎樣的線性關系(也即求解X的系數),如果這是一個工程問題,我們解決這一問題的方法就是對X和Y進行采樣,獲得很多組樣本,然后就能求解出系數了,按照線代的理論,系數矩陣為nxn方陣,且秩為n時,方程具有唯一解,如果采樣點過多,也即方程的數目多於未知數的數目,則方程組無解,這時只能求出一個近似解,以不同的目的獲得的近似解是不同的,如果為了使方程左右兩邊的誤差的平方和最小,而獲得的近似解,就是最小二乘解(所謂“二乘”,就是“平方”的意思,最小二乘就是最小平方和)。這個問題的證明在研究生的矩陣分析引論數學課上學過,現在也忘光了,只記得結論表達式了。
例子:假設變量y是n個變量xi的線性組合,求系數。
設方程為AX=y,也即
為了計算出系數a1、a2、···an的值,我們至少需要n次X、Y的采樣值,形如:
這樣就能求解出系數a1、a2、···an的值了,如果采樣樣本不止n個,而是多於n個,也不要緊,雖然會會造成方程組無解,但是可以求出最小二乘解。
把方程組寫成矩陣形式為:
XA=Y (式2)
至此,就求出了所有的系數ai
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又翻了電子版課本,把最小二乘的證明過程也貼上來:
證明過程在《矩陣分析引論》第30頁。證明過程需要用到子空間的概念,這一概念的定義在第6頁。
最后簡單整理一下證明過程:
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參考1:https://blog.csdn.net/lsh_2013/article/details/46697625