Лекция №4. Апроксимация на зависимост между две величини (апроксимираща крива). Метод на най-малките квадрати. Линейна и квадратична регресия



Дата21.01.2018
Размер33.1 Kb.
#50474
ТипЛекция




Лекция №4. Апроксимация на зависимост между две величини (апроксимираща крива). Метод на най-малките квадрати. Линейна и квадратична регресия.
Нека имаме две случайни величини х и у. Търсим линейна апроксимация Y(х) на зависимоста между тях от вида:


(1)


Или обратно:


(2)
Линейната апроксимация се нарича линейна регресия, а неизвестните параметри могат да се пресметнат ако минимизираме средноквадратичната грешка. Затова метода за определяне на неизвестните параметри се нарича метод на най-малките квадрати. За минимизиране на средноквадратичните отклонения на апроксимираните стойности Y от действителните стойности у трябва да нулираме производните:




(3)

От горните равенства (3) може да се определят неизвестните параметри на линейната апроксимация a0 и a1 чрез статистическите параметри на двете случайни величени x и y, а именно: средни стойности, дисперсии, ковариация и корелация, както следва:



(4)


където дисперсиите са дават от:

(5)

Ковариацията се определя от формулата:



(6)

Корелацията се определя от формулата:



(7)

Очевидно е валидно следното свойство:


(8)
Зад.1 Нека зависимоста на критичната деформация (деформация при скъсване) от съдържанието на въглерод в стоманата се дава от следните експериментални резултати:


X, въглерод %




0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Y, кгс/кв.мм

39.7

44.1

57.6

62.3

71.9

74.9

83.6

Изчислете коефициентите на корелация r2 и на линейна регресия a0 и a1 и проверете графично апроксимацията на експерименталните точки от получената права линия.


Отг. r2 =0.998 ; a0=32.6; a1=73.5
Апроксимация на корелационна зависимост между две случайни величини с

крива от втори порядък. Квадратична регресия.
Ще търсим квадратична апроксимация У(х) на зависимоста между у и х от

вида:



(9)


Неизвестните параметри d0, d1 и d2 в квадратичната апроксимация се изчисляват чрез минимизиране на средната квадратична грешка и отново могат да се изразят чрез статистическите параметри, но сега изчисленията са по-сложни.

За упростяване на изчисленията въвеждаме нови променливи:



(10)

За новите променливи уравнението от втори порядък се дава с нови параметри c0, c1, c2, както следва:


(11)
Където връзката между старите и новите параметри се дава от изразите:




(12)

От своя страна параметрите c0, c1, c2 се определят от следните детерминанти:



(13)


където матриците А, А0, А1, А2 се определят както следва:







(14)

От своя страна елементите на матриците се дават от следните формули:



(15)


n е броя на експерименталните точки
Зад. 2 Експерименталното изследване на температурната зависимост на електропроводимоста на медна сплав от температурата дава следните резултати:



X Температура, град*10^2

0

2

4

6

8

Y електропроводност




66

32

26

20

16

Апроксимирайте тази зависимост с крива от втори порядък и сравнете графично получената крива с експерименталните точки.

За изчисляване на детерминантите използвайте вградената функция MDETERM().

Последователноста на изчисленията е следната: Първо се изчисляват новите променливи (10), след това коефициентите (15), след това детерминантите от матриците (14), след това коефициентите (13) и накрая истинските коефициенти (12).


Отг. Y=18.15 – 0.0296x + 0.000107x2
Каталог: ~tank -> ComputerDataProcessing
~tank -> Програма за изчисляване на средна стойност
ComputerDataProcessing -> Лекция спектрален анализ на периодични процеси цел на спектралния анализ на сигналите е определянето на
ComputerDataProcessing -> Лекция Интерполация и прекарване на крива през точки
ComputerDataProcessing -> Лекция 5 Основни елементи на програмната среда matlab
ComputerDataProcessing -> Лекция Запознаване със средата на електронните таблици Excel. Работа с данни в работния лист. Въвеждане и използване на формули и функции. Равномерно и Гаусово (нормално) разпределения и основни статистически
ComputerDataProcessing -> Лекция Основи на линейната филтрация. Формиране на
ComputerDataProcessing -> Лекция 10. Статистически анализ
ComputerDataProcessing -> Лекция Дискретни вероятностни разпределения. Биномно разпределение и разпределение на Поасон. Графични възможности в Excel


Сподели с приятели:




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница