最小二乘法
最小二乘法是一种数学优化技术;它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。
最小二乘法是一种数学优化技术;它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。
在我们研究两个变量(x, y)之间的相互关系时,通常可以得到一系列成对的数据(x1, y1、x2, y2... xm , ym);将这些数据描绘在x -y直角坐标系中(如图1), 若发现这些点在一条直线附近,可以令这条直线方程如(式1-1)。
Y计= a0 + a1 X (式1-1)
其中:a0、a1 是任意实数
为建立这直线方程就要确定a0和a1,应用《最小二乘法原理》,将实测值Yi与利用(式1-1)计算值(Y计=a0+a1X)的离差(Yi-Y计)的平方和〔∑(Yi - Y计)2〕最小为“优化判据”。
令: φ = ∑(Yi - Y计)2 (式1-2)
把(式1-1)代入(式1-2)中得:
φ = ∑(Yi - a0 - a1 Xi)2 (式1-3)
当∑(Yi-Y计)平方最小时,可用函数 φ 对a0、a1求偏导数,令这两个偏导数等于零。
(式1-4)
(式1-5)
亦即:
m a0 + (∑Xi ) a1 = ∑Yi (式1-6)
(∑Xi ) a0 + (∑Xi2 ) a1 = ∑(Xi, Yi) (式1-7)
得到的两个关于a0、 a1为未知数的两个方程组,解这两个方程组得出:
a0 = (∑Yi) / m - a1(∑Xi) / m (式1-8)
a1 = [∑Xi Yi - (∑Xi ∑Yi)] / [∑Xi2 - (∑Xi)2 )] (式1-9)
这时把a0、a1代入(式1-1)中, 此时的(式1-1)就是我们回归的元线性方程即:数学模型。
在回归过程中,回归的关联式是不可能全部通过每个回归数据点(x1, y1、 x2, y2...xm,ym),为了判断关联式的好坏,可借助相关系数“R”,统计量“F”,剩余标准偏差“S”进行判断;“R”越趋近于 1 越好;“F”的绝对值越大越好;“S”越趋近于 0 越好。
R = [∑XiYi - m (∑Xi / m)(∑Yi / m)]/ SQR{[∑Xi2 - m (∑Xi / m)2][∑Yi2 - m (∑Yi / m)2]} (式1-10) *
在(式1-1)中,m为样本容量,即实验次数;Xi、Yi分别任意一组实验X、Y的数值。微积分应用课题一 最小二乘法
从前面的学习中, 我们知道最小二乘法可以用来处理一组数据, 可以从一组测定的数据中寻求变量之间的依赖关系, 这种函数关系称为经验公式. 本课题将介绍最小二乘法的精确定义及如何寻求 与 之间近似成线性关系时的经验公式. 假定实验测得变量之间的 个数据 , , …, , 则在 平面上, 可以得到 个点 , 这种图形称为“散点图”, 从图中可以粗略看出这些点大致散落在某直线近旁, 我们认为 与 之间近似为一线性函数, 下面介绍求解步骤.
考虑函数 , 其中 和 是待定常数. 如果 在一直线上, 可以认为变量之间的关系为 . 但一般说来, 这些点不可能在同一直线上. 记 , 它反映了用直线 来描述 , 时, 计算值 与实际值 产生的偏差. 当然要求偏差越小越好, 但由于 可正可负, 因此不能认为总偏差 时, 函数 就很好地反映了变量之间的关系, 因为此时每个偏差的绝对值可能很大. 为了改进这一缺陷, 就考虑用 来代替 . 但是由于绝对值不易作解析运算, 因此, 进一步用 来度量总偏差. 因偏差的平方和最小可以保证每个偏差都不会很大. 于是问题归结为确定 中的常数 和 , 使 为最小. 用这种方法确定系数 , 的方法称为最小二乘法.
最小二乘法是什么意思啊?
指导意义不能满足要求。如果用误差的绝对值来计算的话,那应该好一些。但由于函数计算中,绝对值的和的计算和分析是比较复杂的,也不易。所以,人们发明了用误差的平方来作为拟合的指标,由于平方总是正的,在统计计算中比较方便,所以误差的最小平方和(最小二乘法)就应运而生了。
什么是最小二乘法
最小二乘法:总离差不能用n个离差之和 来表示,通常是用离差的平方和,即 作为总离差,并使之达到最小,这样回归直线就是所有直线中Q取最小值的那一条,这种使“离差平方和最小”的方法,叫做最小二乘法:由于绝对值使得计算不变,在实际应用中人们更喜欢用:Q=(y1-bx1-a)²+(y2-...
什么是最小二乘法?
加权最小二乘法克服异方差的主要原理是通过赋予不同观测点以不同的权数,从而提高估计精度。加权最小二乘法是对原模型进行加权,使之成为一个新的不存在异方差性的模型,然后采用普通最小二乘法估计其参数的一种数学优化技术。线性回归的假设条件之一为方差齐性,若不满足方差齐性(即因变量的变异程度...
普通最小二乘法的原理及推导
普通最小二乘法的原理及推导如下:最小二乘法是统计学中十分重要的一种方法,而普通最小二乘法 (ordinary least squares,OLS)是其中最基础也是最常用的一种,其主要思想是每个点到拟合模型的距离最短 (残差最小)时的模型为最优。但是如果使用距离直接计算则会出现正负相抵的情况,而使用绝对值进行计算...
最小二乘法怎样求出a, b的值?
用最小二乘法求回归直线方程中的a,b有下面的公式:最小二乘法:总离差不能用n个离差之和来表示,通常是用离差的平方和,即作为总离差,并使之达到最小,这样回归直线就是所有直线中Q取最小值的那一条,这种使“离差平方和最小”的方法,叫做最小二乘法:由于绝对值使得计算不变,在实际应用中...
最小二乘法的原理是什么?怎么使用?
最小二乘法(又称最小平方法)是一种数学优化技术。它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。利用最小二乘法可以简便地求得未知的数据,并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。最小二乘法还可用于曲线拟合。其他一些优化问题也可通过最小化能量或最大化熵用最小二乘法来...
计量经济学什么是方差最小二乘估计方法?
1、构建回归模型:首先,根据研究问题和数据特点构建回归模型,包括确定因变量和自变量,以及模型中的函数形式。2、建立误差项假设:对误差项进行假设,通常假定为满足线性回归模型基本假设(如零均值、独立同分布、同方差等)的正态分布随机变量。3、确定估计准则:使用最小二乘法,将观测到的因变量与模型...
什么是广义最小二乘法
最小二乘法是一种数学方法,用于曲线拟合.二乘,就是平方,是早年翻译的沿用.当在实验中获得自变量与因变量的一系列对应数据,(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),...(xn,yn)时,要找出一个已知类型的函数,y=f(x) ,与之拟合,使得实际数据和理论曲线的离差平方和:∑[yi-f(xi)]^2(从i=1到i=n...
什么是最小二乘法
你好。最小二乘法(又称最小平方法)是一种数学优化技术。它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。利用最小二乘法可以简便地求得未知的数据,并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。最小二乘法还可用于曲线拟合。其他一些优化问题也可通过最小化能量或最大化熵用最小二...
最小二乘法的优缺点
一、最小二乘法的优点:1、最小二乘法能通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。2、利用最小二乘法能简便地求得未知的数据,并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。3、最小二乘法可用于曲线拟合。其他一些优化问题也可通过最小化能量或最大化熵用最小二乘法来表达。当...
典祥玻璃:[答案] 最小二乘大约是1795年高斯在他那星体运动轨道预报工作中提出的[1].后来,最小二乘法就成了估计理论的奠基石.由于最小二乘法结构简单,编制程序也不困难,所以它颇受人们重视,应用相当广泛. 如用标准符号,最小二乘估计可被表示为: AX=B...
方正县13623607386: 最小二乘法的公式 - ?
典祥玻璃:[答案] 最小二乘法公式:∑(X--X平)(Y--Y平)=∑X^2--nX平^2(针对y=ax+b形式)a=(NΣxy-ΣxΣy)/(NΣx^2-(Σx)^2)b=y(平均)-a*x(平均)
方正县13623607386: 什么是最小二乘法??
典祥玻璃: 最小二乘法(又称最小乘法),是一种数学优化技术.它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配.利用最小二乘法可以简便地求得未知的数据,并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小.最小二乘法还可用于曲线拟合.其他一些优化问题也可通过最小化能量或最大化熵用最小二乘法表达
方正县13623607386: 数学'最小二乘法'公式是什么 - ?
典祥玻璃:[答案] 最小二乘法利用在减少误差上,所以必定有多组数据关于X.Y的.设为N组.所以 ∑(Y)=b∑(X)+N*a ∑(X*Y)=b∑(X*X)+a∑(X) ∑为连加,就是把后面字母对应的数据都加起来! 如数据X=1.2.3.4.5,则∑(X)=1+2+3+4+5=15数据Y...
方正县13623607386: 数学的 最小二乘法 是什么?
典祥玻璃: 最小二乘法原理 在我们研究两个变量(x, y)之间的相互关系时,通常可以得到一系列成对的数据(x1, y1、x2, y2... xm , ym);将这些数据描绘在x -y直角坐标系中(如图1), 若发现这些点在一条直线附近,可以令这条直线方程如(式1-1)....
方正县13623607386: 最小二乘估计是什么 - ?
典祥玻璃:[答案] 一,什么是最小二乘估计least-square estimation 例:y = ax + ( 其中:y,x 可测;( — 不可测的干扰项; a —未知参数.通过 N 次实验,得到测量数据 yk 和 xk k = 1,2,3 …,确定未知参数 a 称"参数估计".使准则 J 为最小 : 令:( J ( ( a = 0 ,导出 ...
方正县13623607386: 什么是最小二乘法及其应用方法 - ?
典祥玻璃: 最小二乘法(又称最小平方法)是一种数学优化技术.它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配.利用最小二乘法可以简便地求得未知的数据,并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小.最小二乘法还可用于曲线拟合.其他一些优化问题也可通过最小化能量或最大化熵用最小二乘法来表达. 你可以在百度百科里找得到 最小二乘法_百度百科 http://baike.baidu.com/link?url=5OMP6dmf-W_jrrbp2P_YA5nbzoCc4hTonZ_8mfVJHQCMLixz2AFjxtI6aFT12m18p-w5Tm5gT5uXMalM6AiSLq
方正县13623607386: 最小二乘法讲解 - ?
典祥玻璃: 最小二乘公式(针对y=ax+b形式) a=(NΣxy-ΣxΣy)/(NΣx^2-(Σx)^2) b=y(平均)-ax(平均) 最小二乘法 在我们研究两个变量(x, y)之间的相互关系时,通常可以得到一系列成对的数据(x1, y1),(x2, y2).. (xm , ym);将这些数据描绘在x -y直角坐...
方正县13623607386: 最小二乘法怎样算以及含义 - ?
典祥玻璃:[答案] pX=Y,在p误解情况下的最优解;p=[(x(转置)*x)(结果取逆) *x(转置)] *y 中括号里面的叫做X的近似逆运算(pseudo inverse);含义的话你可以结合几何理解下,两向量乘积(p,X,确定一个平面o),结果要和另外一条向量重...