什么叫最小二乘法 能不能通俗易懂的给我解释下 谢谢

什么叫最小二乘法 能不能通俗易懂的给我解释下 谢谢,第1张

小二乘法是一种在误差估计、不确定度、系统辨识及预测、预报等数据处理诸多学科领域得到广泛应用的数学工具,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。

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: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。

最小二乘法原理:是以不同精度多次观测一个或多个未知量,为了求定各未知量的最可靠值,各观测量必须加改正数,使其各改正数的平方乘以观测值的权数的总和为最小。

计算方法:

y = Ax + B:a = sigma[(yi-y均值)(xi-x均值)] / sigma[(xi-x均值)的平方];b = y均值 - ax均值。

知识拓展

最小二乘法求回归直线方程的推导过程

这里的是为了区分Y的实际值y(这里的实际值就是统计数据的真实值,我们称之为观察值),当x取值(i=1,2,3……n)时,Y的观察值为,近似值为(或者说对应的纵坐标是)。
其中式叫做Y对x的回归直线方程,b叫做回归系数。要想确定回归直线方程,我们只需确定a与回归系数b即可。
设x,Y的一组观察值为:
i = 1,2,3……n
其回归直线方程为:
当x取值(i=1,2,3……n)时,Y的观察值为,差刻画了实际观察值与回归直线上相应点纵坐标之间的偏离程度,见下图:

实际上我们希望这n个离差构成的总离差越小越好,只有如此才能使直线最贴近已知点。换句话说,我们求回归直线方程的过程其实就是求离差最小值的过程。
一个很自然的想法是把各个离差加起来作为总离差。可是,由于离差有正有负,直接相加会互相抵消,如此就无法反映这些数据的贴近程度,即这个总离差不能用n个离差之和来表示,见下图:
一般做法是我们用离差的平方和,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。由于平方又叫二乘方,所以这种使“离差平方和为最小”的方法,叫做最小二乘法。
用最小二乘法求回归直线方程中的a、b的公式如下:
其中,、为和的均值,a、b的上方加“︿”表示是由观察值按最小二乘法求得的估计值,a、b求出后,回归直线方程也就建立起来了。
当然,我们肯定不能满足于直接得到公式,我们只有理解这个公式怎么来的才能记住它,用好它,因此给出上面两个公式的推导过程更加重要。在给出上述公式的推导过程之前,我们先给出推导过程中用到的两个关键变形公式的推导过程。首先是第一个公式:

接着是第二个公式:

基本变形公式准备完毕,我们可以开始最小二乘法求回归直线方程公式的推导了:

至此,公式变形部分结束,从最终式子我们可以看到后两项

与a、b无关,属于常数项,我们只需

即可得到最小的Q值,因此:

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找到一组数据的最佳函数匹配。
最小二乘法是用最简的方法求得一些绝对不可知的真值,而令误差平方之和为最小。
最小二乘法通常用于曲线拟合。很多其他的优化问题也可通过最小化能量或最大化熵用最小二乘形式表达。

积分的一种,,不用怎样记的,,考试很少考首先有很多组坐标比如n组(x,y)先求出x的平均数,和y的平均数,再把对应的x1,x2,,xn分别和x的平局数相减。。和y2,y3。。。xn分别和y的平均数相减,,再把两组数的结果对应相乘,,在把他们的成积全部加起来,,除以(x减去x的平均数)的平方的中和就等于b了a就等于y的平均数-x的平均数与b的积要采纳哦,,打得好辛苦哦

最大似然估计:现在已经拿到了很多个样本(你的数据集中所有因变量),这些样本值已经实现,最大似然估计就是去找到那个(组)参数估计值,使得前面已经实现的样本值发生概率最大。因为你手头上的样本已经实现了,其发生概率最大才符合逻辑。这时是求样本所有观测的联合概率最大化,是个连乘积,只要取对数,就变成了线性加总。此时通过对参数求导数,并令一阶导数为零,就可以通过解方程(组),得到最大似然估计值。
最小二乘:找到一个(组)估计值,使得实际值与估计值的距离最小。本来用两者差的绝对值汇总并使之最小是最理想的,但绝对值在数学上求最小值比较麻烦,因而替代做法是,找一个(组)估计值,使得实际值与估计值之差的平方加总之后的值最小,称为最小二乘。“二乘”的英文为least square,其实英文的字面意思是“平方最小”。这时,将这个差的平方的和式对参数求导数,并取一阶导数为零,就是OLSE。

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找到一组数据的最佳函数匹配。
最小二乘法是用最简的方法求得一些绝对不可知的真值,而令误差平方之和为最小。
最小二乘法通常用于曲线拟合。很多其他的优化问题也可通过最小化能量或最大化熵用最小二乘形式表达。
比如从最简单的一次函数y=kx+b讲起
已知坐标轴上有些点(11,20),(21,32),(3,40),(4,6),(51,60),求经过这些点的图象的一次函数关系式
当然这条直线不可能经过每一个点,我们只要做到5个点到这条直线的距离的平方和最小即可,这这就需要用到最小二乘法的思想然后就用线性拟合来求讲起来一大堆。

最小二乘法,实际上是想让拟合的直线方程与实际的误差最小。由于误差有正有负,所以,如果用误差的和来作为指标,那最后的结果是零,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。


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