Главная > Дифференциальное и интегральное исчисления для втузов, т.1
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

§ 19. Получение функции на основании экспериментальных данных по методу наименьших квадратов

Пусть на основании эксперимента требуется установить функциональную зависимость величины у от величины

Пусть в результате эксперимента получено значений функции у при соответствующих значениях аргумента.

Результаты записаны в таблицу:

Вид функции устанавливается или из теоретических соображений, или на основании характера расположения на координатной плоскости точек, соответствующих экспериментальным значениям. (Эти точки будем называть «экспериментальными точками».) Пусть, например, экспериментальные точки расположены на координатной плоскости так, как изображено на рис. 188. Учитывая, что при проведении эксперимента имеют место погрешности, естественно предположить, что искомую функцию можно искать в виде линейной функции Если экспериментальные точки расположены так, как указано на рис. 189, то естественно искать функцию в виде и т. д.

Рис. 188.

Рис. 189.

При выбранном виде функции остается подобрать входящие в нее параметры а, b, с, ... так, чтобы в каком-то смысле она наилучшим образом описывала рассматриваемый процесс.

Широко распространенным методом решения данной задачи является метод наименьших квадратов. Этот метод заключается в следующем. Рассмотрим сумму квадратов разностей значений даваемых экспериментом, и функции в соответствующих точках:

Подбираем параметры а, b, с, ... так, чтобы эта сумма имела наименьшее значение:

Итак, задача свелась к нахождению значений параметров при которых функция имеет минимум.

На основании теоремы 1 (§ 17) следует, что эти значения удовлетворяют системе уравнений

или в развернутом виде:

Здесь имеется столько уравнений, сколько и неизвестных. В каждом конкретном случае исследуется вопрос о существовании решения системы уравнений (5) и о существовании минимума функции

Рассмотрим несколько случаев определения функции

Пусть Функция в этом случае имеет вид (см. выражение )

Это функция с двумя переменными а и заданные числа; см. таблицу на с. 277). Следовательно,

т. е. система уравнений (5) в этом случае принимает вид

Получили систему двух линейных уравнений с двумя неизвестными а и b. Очевидно, что система имеет определенное решение и что

при найденных значениях а и b функция имеет минимум

Пусть за аппроксимирующую функцию взят трехчлен второй степени

В этом случае выражение (2) имеет вид

Это функция трех переменных . Система уравнений (5) принимает вид

или в развернутом виде:

Получаем систему линейных уравнений для определения неизвестных а, b, с. Из характера задачи следует, что система имеет определенное решение и что при полученных значениях а, b, c функция имеет минимум.

Пример. Пусть на основании эксперимента получены четыре значения искомой функции при четырех значениях аргумента , которые записаны в таблице:

Будем искать функцию в виде линейной функции Составляем выражение

Для составления системы (7) для определения коэффициентов а и b предварительно вычисляем

Система (7) принимает вид

Решая эту систему, находим а и Искомая прямая (рис. 190) есть

Рис. 190.

1
Оглавление
email@scask.ru