最小二乘法






1、背景描述


在工程应用中,我们通常会用一组观测数据去估计模型的参数,模型是我们根据经验知识预先给定的。例如,我们有一组观测数据 ( x i , y i ) (x_i,y_i) (xi,yi),通过简单分析,我们猜测y与x之间存在线性关系,那么我们的模型可以给定为:
y = k x + b y=kx+b y=kx+b

该模型只有两个参数,理论上,我们只需要通过两组观测值建立二元一次方程组即可求解。类似的,如果模型有n个参数,我们只需要n组观测值即可求解。换句话说,这种情况下,模型的参数是唯一确定解

但是,在实际应用中,由于我们的观测会存在误差(偶然误差、系统误差等),所以我们总会做更多观测。例如,在上述例子中,尽管只有两个参数,但是我们可能会观测n组数据: ( x 0 , y 0 ) 、 ( x 1 , y 1 ) 、 . . . 、 ( x n − 1 , y n − 1 ) (x_0,y_0)、(x_1,y_1)、...、(x_{n-1},y_{n-1}) (x0,y0)(x1,</

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