Least Square
과학적, 공학적 실험에서 물리량의 측정은 일반적으로
다소 부정확하다. 이것은 인간의 오차 때문일 것이다. 그러나 측정을 하는 도구 그
자체의 한계 때문인 경우가 더 많다.......
를 구하기 위해, 2 개의 관련된 값
와
의 측정이 포함되는 실험을 살펴보자. 실험에서
의 다양한 값을 선택하여
이라 놓고 이에 대응되는
값을 측정한다. 실제측정값을
이라 놓고 다음과 같은 결과가 얻어졌다.
표 1 실험결과
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1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 |
-1.945 -1.253 -1.140 -1.087 -0.760 -0.682 -0.424 -0.012 -0.190 0.452 0.337 |
3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0
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0.764 0.532 1.073 1.286 1.502 1.582 1.993 2.473 2.503 2.322
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그림 1 표 1 의 실험결과에 대한 프로그램
이것이 타당하다고 가정하면
를 결정하는 문제는 상수
과
를 결정하는 것으로 좁혀질 수 있다.
의 근사값을 결정하기 위해 오차
(
,
) 에 대한 가정이 필요하다. 이러한 오차가 정상확률분포 (normal probability
distribution) 에서 선택한 무작위변수 (random variable) 이라고 가정하는 것이다.
. ...... 이 가정을 만족하는 오차는 다음의 성질을 갖고 있다.
(1)
만약
에 대한 실험을 많이 반복한다면 실험값
에서 관련된 미지의 오차
의 평균은 0 이다.
(2) 같은 실험의 경우
의 크기가 커짐에 따라, 그것이 발생할 우도 (likelihood) 는 급격히 감소할
것이다.
.....
가 표 1 에 있는 데이터처럼 선형함수라고 가정한다. 그러면
함수
중에서
와 거의 같은 함수
은 다음의 식으로 최소화될 것이다.
이것을
에 대한 데이터
의 근사값에서의 평균제곱근 (root-mean-square) 오차라고 부른다. C 에 있는
함수
에 관련된 E 를 최소화하는 함수
는 데이터
에 대한 최소자승근사값 (least square approximation) 이라고 한다 ...............
(Least
Square Data Fitting : Kendall
Atkinson)
term :
수치해석 (Numerical Analysis) 수학 (Mathematics) 최소자승 (Least Square) 우도 (Likelihood) 예측 (Prediciton) 불확실성 (Uncertainty) 통계 (Statistics) 시계열분석 (Time Series Analysis) 회귀분석 (Regression Analysis) 추론 (Reasoning) 패턴인식 (Pattern Recognition)
site :
LMS applet