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Aufgabe:

Gegeben sind folgende empirische Messungen:

xi  4.8    6.3    8.4    10.5
yi 10.11 10.97  11.84 13.01

Die Beobachtungen liegen ungefähr auf einer linearen Funktion y=b1+b2x und sind mit leichten Fehlern behaftet. Ermitteln Sie die Parameter dieser linearen Funktion durch Verwendung der Normalgleichungen.

Wie lautet die Steigung?


Problem/Ansatz:

Ich habe bei dieser Aufgabe als Ergebnis 7,75 rausbekommen(habe es mit einem Online-Tool berechnet). Leider scheint dieses Ergebnis falsch zu sein, hätte jemand einen anderen Rechenweg?

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habe es mit einem Online-Tool berechnet

Uff. Und irgendein Tool hat dann irgendetwas gemacht, was der Anwender nicht versteht.... rechne es doch von Hand, oder auch ganz billige Schülertaschenrechner haben eine Funktionalität für lineare Regression.

2 Antworten

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Beste Antwort

Aloha :)

In die Modellgleichung \(y=mx+b\) kannst du die Messpunkte \((x_i|y_i)\) einsetzen und bekommst dann folgendes Gleichungssystem:$$\left(\begin{array}{rr}4,8 & 1\\6,3 & 1\\8,4 & 1\\10,5 & 1\end{array}\right)\binom{m}{b}=\begin{pmatrix}10,11\\10,97\\11,84\\13,01\end{pmatrix}$$Da es mehr Gleichungen als Unbekannte gibt, wird dieses Gleichungssystem nicht exakt lösbar sein. Du könntest dir zwei Gleichungen auswählen und damit die Unbekannten \(m\) und \(b\) bestimmen, aber die Lösungen würden dann nicht zu den beiden nicht-ausgewählten Gleichungen passen. Du kannst jedoch die "beste" Lösung finden, in dem Sinne, dass die Quadrate der Abweichungen in Summe minimal sind (Gauß).

Dazu multiplizierst du beide Seiten der Gleichung mit der transponierten Koeffizeiten-Matrix:$$\left(\begin{array}{rrrr}4,8 & 6,3 & 8,4 & 10,5\\1 & 1 & 1 & 1\end{array}\right)\left(\begin{array}{rr}4,8 & 1\\6,3 & 1\\8,4 & 1\\10,5 & 1\end{array}\right)\binom{m}{b}=\left(\begin{array}{rrrr}4,8 & 6,3 & 8,4 & 10,5\\1 & 1 & 1 & 1\end{array}\right)\begin{pmatrix}10,11\\10,97\\11,84\\13,01\end{pmatrix}$$$$\left(\begin{array}{rr}243,54 & 30\\30 & 4\end{array}\right)\binom{m}{b}=\binom{353,7}{45,93}$$$$\binom{m}{b}=\binom{0,497573}{7,750704}$$

Dein Ergebnis war also vermutlich richtig. Du hast nur nicht die Steigung \(m\), sondern den Achsenabschnitt \(b\) angegebn:$$y(x)=0,497573\cdot x+7,750704$$

~plot~ {4,8|10,11} ; {6,3|10,97} ; {8,4|11,84} ; {10,5|13,01} ; 0,497573*x+7,750704 ; [[0|12|0|14]] ~plot~

Avatar von 152 k 🚀

Ach stimmt, ich hatte tatsächlich das Falsche angegeben..dankee:)

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Hallo Hallihallo.

Ermitteln Sie die Parameter dieser linearen
Funktion durch Verwendung der Normal-
gleichungen.


Was ist damit gemeint ?

mfg Georg

Avatar von 123 k 🚀

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