3.4 加权最小二乘数
在实际问题中测得的所有实验数据,并不总是等精度、等地位的。显然,对于精度较高或地位较重要(这应根据具体情况来判定)的那些数据,应给予较大的权。在这种情况下,求给定数据的拟合曲线,就要采用加权最小二乘法。
用加权最小二乘法进行曲线拟合的要求与原则是:对于给定的一组实验数据要求在某个函数类
中,寻求一个函数
使
其中,为函数类
中任一函数;
是一列正数,称为权,它的大小反映了数据
地位的强弱。
显然,求的问题可归结为求多元函数
的极小点。采用本章§3类似的方法,仍可得法方程组(3.3.2),但其中
作为特例,如果选用的拟合曲线为
那么,相应的法方程组为
(3.4.1)
例3 已知一组实验数据 及权
如表3-7所示。若
与
之间有线性关系
,试用最小二乘法确定系数
和
。
表3-7
1 |
2 |
3 |
4 |
|
14 |
27 |
12 |
1 |
|
2 |
4 |
6 |
8 |
|
2 |
11 |
28 |
40 |
解 因为拟合曲线为一次多项式曲线(直线),故相应的法方程组形如式(3.4.1)。将表中各已知数据代入即得法方程组
解之得