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Gegeben ist die folgende Messreihe:

x-2-1012
y51-0,2523

Berechnen Sie mit Hilfe der Differentialrechnung für Funktionen mehrerer Veränderlicher

durch Minimierung der Summe der quadratischen Abweichungen

(a) die bestmögliche Ausgleichsparabel mit Scheitelpunkt auf der y-Achse

(b) das beste Ausgleichspolynom zweiten Grades.


Benötige Hilfe bei der Aufgabe a)

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Zu (a)

Eine Parabel mit Scheitelpunkt auf der y-Achse wird durch die Funktion \( f(x,a,b) = a x^2 +b \) beschrieben. Die Summe der quadratischen Abweichungen lautet

$$ (1) \quad F(a,b) = \sum_{i=1}^n \left( f(x_i) - y_i  \right)^2  =  \sum_{i=1}^n \left( a x_i^2 + b - y_i  \right)^2 $$

(1) wird minimal wenn gilt $$ \frac {\partial F}{\partial a} = 0   \text{ und } \frac {\partial F}{\partial b} = 0 $$

Zu (2)

Das Vorgehen ist das gleiche, nur sieht die Parabel jetzt folgendermassen aus \( f(x,a,b,c) = a x^2 + b x + c \) D.h. hier muss man nach drei Parametern ableiten und die entsprechenden Gleichungen lösen.

Bild Mathematik

Und so sehen  die Kurven dann aus.

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