最佳平方逼近
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最佳平方逼近原理
最佳平方逼近原理(Least Squares Principle)是一种常用的数学方法,用于从一组数据中找到最佳的拟合曲线或函数。
该方法的基本思想是,通过最小化数据点到拟合曲线的垂直距离平方和来确定最佳的拟合曲线。
这种距离的平方和被称为残差平方和(residual sum of squares)。
在统计学和数学建模中,最佳平方逼近原理被广泛应用。
它可以用于拟合线性回归模型、多项式拟合、曲线拟合等问题。
通过使用最小二乘法(least squares method),可以计算出最佳拟合曲线或函数的参数,并对其进行优化。
最佳平方逼近原理的优点在于它能够提供一个简单而有效的方法来处理数据拟合问题。
它能够使我们得到一个与数据拟合最好的函数或曲线,并且具有较高的精度和可靠性。
然而,它也有一些限制,例如对于非线性问题,它可能无法提供最优解,需要使用其他方法来解决。
§3 最佳平方逼近摘要:介绍内积赋范线性空间中的最佳平方逼近的特征,最佳逼近元存在唯一性及求解;2,L a b ρ⎡⎤⎣⎦中的最佳平方逼近问题的讨论。
一、赋范线性空间定义1 线性空间X 称为赋范线性空间,如果其上赋予一个满足如下3条性质的函数:(1)0,00,;x x x x X ≥=⇔=∈ (2),,;α=∈∈ax a x x X(3),,.x y x y x y X +≤+∈ 则称是线性空间X 的范数。
例1 欧氏空间(欧几里德空间(Euclid ))n:12221,,=⎛⎫=∈⎪⎝⎭∑nnk k x x x范数称为欧氏范数或2-范数。
例2 1-范数赋范线性空间n:11,,==∈∑nnk k x x x称为1-范数。
定义2 赋范线性空间中的最佳逼近:若Y 是赋范线性空间X 的一个线性子空间,x X ∈,则称量(),inf y Yx Y x y∈∆=-为子空间Y 对元素x 的最佳逼近,而使上式成立的元素*y 称为最佳逼近元,且Y 称为逼近子空间。
二、内积空间定义3 假设X 是一线性空间,如果其上赋予一个满足如下4条性质的二元函数(),:()()(1)(,)(,),,;(2)(,)(,),,,;(3)(,)(,)(,),,,;(4),0,;,00,ααα=∀∈=∀∈∈+=+∀∈≥∀∈=⇔=x y y x x y X x y x y x y X x y z x z y z x y z X x x x X x x x则称X 为内积空间。
例3 欧几里得空间n: (),,,=∈Tnx y x y x y内积→范数:2x ,2x 满足范数的3条性质。
内积空间→赋范线性空间定义4 内积空间中的最佳逼近:假设(1,2,,)ϕ=i i n 是内积空间X 中的n 个线性无关的元素,f X ∈,则子集{}12,,,ϕϕϕΦ=n n span对f 的最佳平方逼近定义为()2,min ϕϕ∈Φ∆Φ=-nn f f . (1) 使(1)成立的那个元素称为最佳逼近元素。