Статистический анализ экспериментальных данных методом наименьших квадратов (Раздел 8 учебного пособия "Статистические методы обработки экспериментальных данных")

Страницы работы

Уважаемые коллеги! Предлагаем вам разработку программного обеспечения под ключ.

Опытные программисты сделают для вас мобильное приложение, нейронную сеть, систему искусственного интеллекта, SaaS-сервис, производственную систему, внедрят или разработают ERP/CRM, запустят стартап.

Сферы - промышленность, ритейл, производственные компании, стартапы, финансы и другие направления.

Языки программирования: Java, PHP, Ruby, C++, .NET, Python, Go, Kotlin, Swift, React Native, Flutter и многие другие.

Всегда на связи. Соблюдаем сроки. Предложим адекватную конкурентную цену.

Заходите к нам на сайт и пишите, с удовольствием вам во всем поможем.

Содержание работы

8. статистический анализ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ данных МЕТОДОМ наименьших квадратов

8.1. Статистический анализ и обработка данных

В предыдущих разделах были рассмотрены методы определения характеристик, описывающих свойства случайных объектов (величин, векторов, функций). Однако цель обработки экспериментальных данных в конечном счёте состоит в выявлении причинно-следственных связей, определяющих состояние и развитие изучаемого явления. Установление этих связей позволяет не только глубоко анализировать различные процессы, но и определять оптимальные пути управления ими.

Решение указанной задачи осуществляется с помощью ряда методов, объединяемых единым названием – методы статистического анализа экспериментальных данных. В число этих методов входят методы дисперсионного, корреляционного, регрессионного, компонентного и факторного анализов, метод наименьших квадратов.

Все эти методы целесообразно разделить на две группы:

-  методы статического статистического анализа (ССА), в которых фактор времени в явном виде не учитывается;

-  методы динамического статистического анализа (ДСА), в которых экспериментальные данные представляются в форме динамических или временных рядов.

Из всего многообразия методов статистического анализа ниже будут изложены широко распространённые методы – наименьших квадратов и регрессионного анализа. Они рассматриваются как методы ССА.

В методах ССА признак, характеризующий причины, принято называть факторным признаком или для краткости – фактором. Признак, характеризующий следствия, принято называть результативным признаком или для краткости – результатом (результатом наблюдений).

При получении и обработке данных предполагается, что результат наблюдения y зависит от одного или нескольких факторов x1, x2,…, xm, и фиксируется по отношению к данным факторам. В процессе обработки решается ряд вопросов.

1. Справедливо ли предположение о зависимости результата y от факторов   x1,  x2,…,xm?

2. Как оценить степень этой зависимости?

3. Как выделить среди факторов наиболее существенные?

4. Нельзя ли сократить число факторов, используемых при анализе?

5. Какой вид имеет причинно-следственная зависимость между факторами и результатом?

Прежде чем приступить к рассмотрению данных вопросов, остановимся на процедуре формального представления причинно-следственных связей между результатом y и факторами  x1, x2,…,xm. Указанная процедура сводится к определению зависимости

                                                 y = f(x1, x2,…,xm).

Подход к решению данной задачи различен в зависимости от свойств факторов X<m>, функции f и, наконец, свойств результатов наблюдений. По этой причине постановка задачи анализа и методы её решения могут быть существенно различными. Для описания данной задачи будем обозначать символом f функциональную (детерминированную), а символом  – стохастическую зависимость между X<m> и y.

Напомним, что детерминированная – это зависимость величины y или её некоторой характеристики, например математического ожидания, от факторов X<m>. Зависимость закона распределения результата y от факторов X<m> является стохастической.

Тогда могут иметь место следующие виды зависимостей результата y от факторов  X<m>.

1. Функциональная зависимость от неслучайных факторов

                                            ,              (8.1.1)

при которой случайный характер результата y обусловливается только ошибками  при наблюдении данного результата.

2. Стохастическая зависимость от неслучайных факторов

                                              ,                 (8.1.2)

при которой случайный характер результата y обусловливается стохастическим характером зависимости .

3. Функциональная зависимость от случайных факторов

                                              ,                 (8.1.3)

при которой случайный характер результата y обусловливается случайным характером факторов.

4. Полная стохастическая зависимость

                                              .                 (8.1.4)

Решение задачи анализа для зависимостей типа (8.1.1) и (8.1.3) опирается на метод наименьших квадратов, а для (8.1.2) и (8.1.4) – на методы регрессионного и корреляционного анализов.

8.2. Сущность метода наименьших квадратов

Метод наименьших квадратов (МНК) получил широкое распространение при обработке экспериментальных данных в целях исследования различных функциональных зависимостей, определения параметров распределений и т.д.

Похожие материалы

Информация о работе

Уважаемые коллеги! Предлагаем вам разработку программного обеспечения под ключ.

Опытные программисты сделают для вас мобильное приложение, нейронную сеть, систему искусственного интеллекта, SaaS-сервис, производственную систему, внедрят или разработают ERP/CRM, запустят стартап.

Сферы - промышленность, ритейл, производственные компании, стартапы, финансы и другие направления.

Языки программирования: Java, PHP, Ruby, C++, .NET, Python, Go, Kotlin, Swift, React Native, Flutter и многие другие.

Всегда на связи. Соблюдаем сроки. Предложим адекватную конкурентную цену.

Заходите к нам на сайт и пишите, с удовольствием вам во всем поможем.