已知实验数据如下: xi = 0, 6, 12, 18, 24 yi = 18, 23, 45, 70, 79 wi = 2, 3, 1, 1, 3 其中 wi 为权数,用最小二乘法,求 y=a+bx2 的拟合曲线,并求均方误差
时间: 2024-03-05 09:38:21 浏览: 132
小米电视2 55寸固件1.1.70稳定版本,降级专用。
首先,根据给定的数据,我们可以列出方程:
yi = a + bx2 + εi
其中,a 和 b 是未知参数,εi 表示误差(即观测值 yi 与拟合值 a+bx2 的差)。
接着,我们需要使用最小二乘法来确定 a 和 b 的取值。最小二乘法的思想是使所有观测值与拟合值之差的平方和最小,即:
S = Σwi(εi)2 = Σwi(yi - a - bx2)2
为了使 S 最小,我们需要对 a 和 b 分别求偏导数,并令其等于 0,得到:
∂S/∂a = -2Σwi(yi - a - bx2) = 0
∂S/∂b = -2Σwi(yi - a - bx2)x2 = 0
化简后可得:
a = (Σwiyi - bΣwix2) / Σwi
b = [(Σwiyi)x2 - Σwi(yix2)] / [(Σwix2)2 - Σwi(x2)2]
代入给定数据,可以得到:
Σwi = 10
Σwix2 = 360
Σwiyi = 235
解方程组可得:
a = 14.2
b = 0.2
因此,拟合曲线为:
y = 14.2 + 0.2x2
最后,我们需要计算均方误差(MSE):
MSE = Σwi(εi)2 / Σwi
代入给定数据,可以得到:
ε1 = 18 - (14.2 + 0.2*0) = 3.8
ε2 = 23 - (14.2 + 0.2*36) = -2.6
ε3 = 45 - (14.2 + 0.2*144) = 2.0
ε4 = 70 - (14.2 + 0.2*324) = 5.8
ε5 = 79 - (14.2 + 0.2*576) = 0.0
因此,
Σwi(εi)2 = 2*(3.8)2 + 3*(-2.6)2 + 1*(2.0)2 + 1*(5.8)2 + 3*(0.0)2 = 91.6
MSE = 91.6 / 10 = 9.16
因此,均方误差为 9.16。
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