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最小二乗法?

stomachmanの回答

  • stomachman
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回答No.9

No.8のコメントを拝見しました。CはA,Bと断じて無関係。ということですね。 だとすれば、こういう方法が考えられます。 実験をM回繰り返したとして、それぞれについて、Cを定数とする最小二乗法の正規方程式を作ります。つまり、M組の線形最小二乗法の問題が作られる訳です。問題jの残差二乗和をS(C,j) (j=1,2,....,M)と書くことにしましょう。 これら全ての問題に対して、同じCを与えて、S(C,j) (j=1,2,....,M)を計算します。 実験ごとに誤差の程度が違いますから、それを勘案した重みW(j) (j=1,2,....,M)を用意して、 T(C) = ΣS(C,j) W(j)  (j=1,2,....,M) を計算します。 このT(C)を最小にするようなCを、例えば四分法で求めるのです。 重みWをどう与えるべきか、については、これはもう既に教科書で勉強されたことを応用すれば解決できそうに思います。

38endoh
質問者

補足

いつもお世話になり,大変ありがとうございます。 今まで教えていただいたことにつきましては,大筋で理解したつもりです。 しかし以下の3点につきまして,依然疑問が残っております。 平行して私も勉強いたしますが,何かヒントでもいただければ幸いです。 ※3における標準偏差および重みの計算方法は正しいでしょうか? 特に,自由度 n-m の与え方が分からず m=2 としておりますが,これで良いのでしょうか。 ※4にて C の信頼限界を算出する具体的な式が分かりません。 ※5にて,重みを考慮した標準偏差を計算したいのですが(信頼限界を算出するため), 具体的な計算の式が分かりません。 -------- ■ クロスニコル測定におけるデータ解析方法 測定は M 回行う。M 回中 j 回目の測定結果は x[i,j],y[i] に格納する。 解析を始める前に,まず最初に以下のようなサブルーチンを作成する。 |最小残差和を計算するサブルーチン(Calc_S と命名) |1.引数として C,および j を受け取る。 |2.この C を用い,残差二乗和が最小となる A,B を,線形最小二乗法で求める(※1)。 |3.残差二乗和 S(C,j) を返す。 このサブルーチンを作った上で,次のように場合わけを行って解析を行う。 |(1)測定を 1 回のみ行ったときのアルゴリズム |1.初期値として,Cm を x[i] の最小値,Cp を x[i] の最大値,Cc = (Cm + Cp) / 2 とおく。 |2.C を計算する都度 Calc_S をコールしながら,S(C) が最小となる C を求める(※2)。 |3.標準偏差を計算し(※3),カイ二乗検定によって C の信頼限界を求める(※4)。 |(2)測定を M 回行ったときのアルゴリズム |1.Calc_S をコールし,j 回目の測定の残差二乗和 S(C,j) を求める。 |2.標準偏差を基に,j 回目の測定の重み W(j) を求める(※3)。 |3.T(C)=ΣS(C,j)W(j) とおき,T(C) が最小となる C を求める(※2)。 |4.重みを考慮した標準偏差を計算し(※5),C の信頼限界を求める(※4)。 ※1 線形最小二乗法の計算方法 ∂Σε[i]^2 / ∂A = 0 ∧ ∂Σε[i]^2 / ∂B = 0 を解く(連立方程式)。 A = …, B = … として求まる。 ※2 四分法のアルゴリズム 1.Cm,Cc,Cpの,計3点について,Calc_S をコールして S(C) を求める。 2.(Cc+Cm)/2,(Cc+Cm)/2 の計 2 点について,Calc_S をコールして S(C) を求める。 3.5 点のうち,もっとも S が小さい時の C を新たな Cc,その両端を新たな Cm,Cp とする。 4.C が所望の精度で求まるまで,2から繰り返す。 ※3 標準偏差σ(j) および重み W(j) の計算方法 標準偏差 σ(j) = Sqrt (S(C,j) / (n - 2)) 重み W(j) = 1 / σ(j)^2 ※4 C の信頼限界を求めるアルゴリズム カイ二乗検定(計算方法不明) ※5 重みを考慮した標準偏差の計算方法 (計算方法不明)

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