Аппроксимация эмпирических данных

математика функции аппроксимация

Знатоки, прошу помочь с задачей.

Не могу вспомнить как решаются такого рода системы, и даже не могу понять где искать подобные задачи. Хоть из системы на изображении (http://img217.imageshack.us/my.php?image=approximationbv5.jpg) и выведены коэффициенты a, b и с я не могу понять каким образом рассчитать их значения.

Возможно есть какие-либо еще методы аппроксимации данных аналитическим выражением вида y=a+b*x^c ?

Большая просьба писать максимально подробно, у меня довольно посредственные (к стыду своему) знания математики.

Примечание:
"Возможно есть какие-либо еще методы аппроксимации данных аналитическим выражением вида y=a+b*x^c ?"

Я имел ввиду способы (методы) нахождения коэффициентов a, b и с

Примечание:
2 Karelov - Огромное спасибо за подробный ответ, но вопрос у меня возник именно с этим видом функции, а линейную, потенциальную (a*x^b) и полином второй степени (a+bx+cx^2) я понял как решать. Т.е. сам вопрос не в подходе к МНК и не в самом методе, его я более менее понимаю, а в способе определения a, b и с для a+b*x^c. Для полинома и степенной функции (которую линериаризировал, получил lny=lna+b*lnx) составлял систему уравнений, решал ее методом Крамера, получал коэффициенты и был доволен. Но тут у меня ступор, потому что не могу рассчитать ни a ни b ни с. Решать систему уравнений каким-то другим способом? Каким?

MathCAD-ом я пользоваться умею, но сейчас мне необходимо писать на PHP, посему алгоритм решения ищу сам, встроенных функций такого рода там нет.

Еще раз большое спасибо за попытку помочь, но все-таки вопрос у меня несколько другой.. Жалко нельзя делить части пирога...
Ответы:
Формулы которые на отсканированной странице относятся к методу наименьших квадратов - то есть  квадратичная разница между предполагаемой функцией и эмпирическими данными должна стремится к минимуму.
Популярно, метод нахождения коэффициентов  делается так - возводишь разницу между предполагаемой функцией и эмпирическими данными в квадрат и с помощью производной находишь, когда квадрат разницы стремится к нулю, то есть к минимуму (из за квадрата).
Метод Наименьших Квадратов (МНК) - это самый простой метод аппроксимации, а все другие методы более сложные.
Интересный факт: Линеаризация степенной функции методом lny=lna+b*lnx приведет при использовании МНК к другому результату (к другим значениям коэффициентов), чем использование оригинальной функции y=a*x^b.
Если использовать метод МНК для y=a+b*x^c, то получим, что нужно минимизировать выражение
sum((a+b*xi^c-yi)^2)
Для того, чтобы минимизировать это выражение возьмем частные производные от этого выражения по a,b и c
частная производная суммы равна сумме частных производных слагаемых
частная производная (f^2) равна 2*f*f'
тогда частная производная суммы по a равна
sum(2*(a+b*xi^c-yi))
частная производная суммы по b равна
sum(2*(a+b*xi^c-yi)*xi^c)
частная производная суммы по c равна
sum(2*(a+b*xi^c-yi)*xi^c*ln(xi))
приравнивая три частных производных к нулю, получаем уравнения
a*n+b*sum(xi^c)-sum(yi)=0
a*sum(xi^c)+b*sum(xi^(2c))-sum(yi*xi^c)=0
a*sum(xi^c*ln(xi)) + b*sum(xi^(2c)*ln(xi))-sum(yi*xi^c*ln(xi))=0
Как видно, эта система является линейной относительно a,b, но нелинейной относительно c.
Что могу предложить. Решить первые два уравнения относительно a,b.
Подставить в третье уравнение, тогда получится одно уравнение относительно c. Это уравнение будет нелинейным. Решать можно методом половинного деления или любым другим, который сможешь запрограммировать на PHP.
Надеюсь, помог.


16 лет назад

RPI.su - самая большая русскоязычная база вопросов и ответов. Наш проект был реализован как продолжение популярного сервиса otvety.google.ru, который был закрыт и удален 30 апреля 2015 года. Мы решили воскресить полезный сервис Ответы Гугл, чтобы любой человек смог публично узнать ответ на свой вопрос у интернет сообщества.

Все вопросы, добавленные на сайт ответов Google, мы скопировали и сохранили здесь. Имена старых пользователей также отображены в том виде, в котором они существовали ранее. Только нужно заново пройти регистрацию, чтобы иметь возможность задавать вопросы, или отвечать другим.

Чтобы связаться с нами по любому вопросу О САЙТЕ (реклама, сотрудничество, отзыв о сервисе), пишите на почту [email protected]. Только все общие вопросы размещайте на сайте, на них ответ по почте не предоставляется.