大綱
1、提出背景
在分析數據的時候常用到插值,如線性插值、拋物線插值、拉格朗日插值等,但是其
存在缺陷是:
1.所表達的多項式次數一般為n次
2.數據存在誤差時會偏離實際的曲線
2、最小二乘法定義
樣本數據xi在y軸上的點yi與擬合曲線zi=f(xi)之間的差的平方和。
設所求的多項式為
假設存在n+1個樣本即(),i=0,1,…n
則由最小二乘法的定義可知:使得所有樣本差的平方和最小時時多項式的系數。
即
分別對a0,a1,…,ak求偏導,即
即存在存在n+1元一次線性方程組。
即如果擬合曲線是線性多項式,則相當於求解二元一次方程組。
如果擬合曲線是非線性多項式,如二次,則求解三元一次方程組。
以此類推,求解n次多項式,則相當於求解n+1階線性方程組。
3、為什么是平方和?
假設如果取絕對值的話,曲線存在尖點就不能求導(偏導)。最小二乘法的本質就是求解線性方程組。
4、應用
這是一篇碩士論文中運用擬合(最小二乘法的案例,詳情見參考文獻),由於硬件原因,測量距離和實際距離存在偏差,通過
二次多項式擬合方式的補差誤差。前面談到,二次的話需要求解三元一次方程組。
參考文獻
[1] 蔡鎖章,楊明等. 數值計算方法[M]:2 版. 北京:國防工業出版社,2016.2.
[2] 徐國平. 智能感控視力保護儀的設計[D]. 湖北省武漢市:華中師范大學物理科學與技術學院,,2013.(p66)
時間:2021-06-13/15:41:56