Обработка экспериментальных данных. Роганов В.Р - 108 стр.

UptoLike

Рубрика: 

108
()
k
X
α
α
α
ϕ
...,,,,
21
, задающей зависимость
()
k
XY
α
α
α
ϕ
...,,,,
21
=
,
определены
наилучшим образом в смысле метода наименьших квадратов,
если сумма квадратов отклонений экспериментальных точек
y
i
от ординат
сглаживающей кривой
(
)
ki
x
α
α
α
ϕ
...,,,,
21
минимальна, т.е. минимальна
величина
()
[]
=
=
n
i
kii
xy
1
2
21
2
...,,,,
αααϕδ
Для нахождения точки минимума величины
δ
2
в обычных
аналитических условиях нужно приравнять нулю ее частные производные по
α
α
α
12 k
..., ,,
:
()
[]
(
)
=
=
=
n
i
j
ki
kii
kj
x
xy
1
21
21
1,0
...,,,,
...,,,,
α
αααϕ
αααϕ
.
Таким образом, имеем систему
k
уравнений с
k
неизвестными, из
которой определяем искомые значения
α
α
α
12 k
...,,,
. Заметим, что система
содержит случайные величины
y
1
,,y ..., y
2n
, поэтому и ее решение
αα α
12
** *
,, ...,
k
также случайно. Величины
αα α
12
** *
,, ...,
k
являются оценками
неизвестных параметров
α
α
α
12 k
...,,,
по результатам наблюдений.
Рассмотренная задача отличается от задачи оценки неизвестных параметров
распределения, изученной выше, так как величины
y
1
,, y ..., y
2n
хотя и
предполагаются независимыми, но имеют, вообще говоря, различные
распределения.
Рассмотрим оценку по методу наименьших квадратов параметров
линейной функции
Y
k
X
b=
. Пусть из опыта известна совокупность
значений
()
ii
yx ;
. Рассмотрим величину
()
=
=
n
i
ii
bkxy
1
2
2
δ
.
Продифференцировав, получим систему:
()()
∑∑
==
==
n
i
n
i
iiiii
bkxyxbkxy
11
0,0
ϕ ( X ,α1 ,α 2 , ..., α k ) ,                 задающей            зависимость            Y = ϕ ( X ,α1 ,α 2 , ..., α k ) ,
определены наилучшим образом в смысле метода наименьших квадратов,
если сумма квадратов отклонений экспериментальных точек yi от ординат

сглаживающей кривой ϕ ( xi ,α1 ,α 2 , ..., α k ) минимальна, т.е. минимальна
величина
                                                          n
                                                δ = ∑ [ yi − ϕ (xi ,α1 ,α 2 , ...,α k )]2
                                                  2

                                                         i =1


        Для       нахождения                    точки           минимума            величины       δ2      в   обычных
аналитических условиях нужно приравнять нулю ее частные производные по
α 1 , α 2 , ..., α k :
                  n
                                                                    ∂ϕ ( xi ,α1 ,α 2 , ...,α k )
                ∑ [y
                 i =1
                            i   − ϕ ( xi ,α1 ,α 2 , ...,α k )] =
                                                                              ∂α j
                                                                                                 = 0, 1 ≤ j ≥ k .

        Таким образом, имеем систему k уравнений с k неизвестными, из
которой определяем искомые значения α 1 , α 2 , ..., α k . Заметим, что система
содержит случайные величины                                      y1 , y2 , ..., yn , поэтому и ее решение

α *1 , α *2 , ..., α *k также случайно. Величины α *1 , α *2 , ..., α *k являются оценками
неизвестных параметров                                α 1 , α 2 , ..., α k        по результатам наблюдений.
Рассмотренная задача отличается от задачи оценки неизвестных параметров
распределения, изученной выше, так как величины y1 , y2 , ..., yn хотя и
предполагаются независимыми, но имеют, вообще говоря, различные
распределения.
        Рассмотрим оценку по методу наименьших квадратов параметров
линейной функции Y = kX + b . Пусть из опыта известна совокупность
                                                                                                     n

значений                ( xi ; y i ) .          Рассмотрим              величину           δ = ∑ ( yi − kxi − b )2 .
                                                                                               2

                                                                                                    i =1

Продифференцировав, получим систему:
                                          n                                   n

                                         ∑ ( yi − kxi − b) xi = 0, ∑ ( yi − kxi − b) = 0
                                         i =1                                i =1


                                                                  108