1章:最小自乗法による関数近似を求める計算式

  1. 最小自乗法による関数近似一般論
      区間X1〜X2において、真値を与える関数を
      Y=F(X) ---(2.1)
    とする。
     近似式を
      Z=P(X)  ---(2.2)
    とする。
      (2.1)式と(2.2)式の誤差関数を下記で定義する。

     誤差関数(2.3)式の値が最小となるように近似式Z=P(X) を決定する方法を最小自乗法による関数近似という。

     真値が連続関数でなく、m個の離散データYiで与えられるとき誤差関数は下記となる。

     (2.4)式はデータの重みが均一の場合であるが、均一でない場合は重み関数をかける場合がある。

  2. 最小自乗法による多項式近似
     近似式Z=P(X)は任意の関数形であるが、実際には具体的な関数形を定義する必要がある。

     具体的な関数形としては下記の多項式を考える。

     (2.5)式の定数A0〜Anは下記のn+1個の条件式を満足するように決定します。

     (2.6)式は以下のように変形されます。

     (2.7)式において未知数はA0〜Anのn+1個であり、連立方程式を解くことにより、n次多項式の係数を求めることができます。





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