• ベストアンサー

最小二乗法 ニュートン法

ニュートン法で最小二乗法を使うとき、x+Δxを近似解として、テイラー展開して f(x+Δx)=f(x)+f’(x)Δx この式から新しい近似解を得ると思います。 この時のfは何の関数なのでしょうか? 残差の二乗和でいいのでしょうか? わかる方お願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • alice_44
  • ベストアンサー率44% (2109/4759)
回答No.3

ありゃ、日本語が変だ。 f(x) は、x を、残差二乗和の x による導関数 (x がベクトルなら、勾配ベクトル)ヘ対応させる 写像(一般に、n 次元から n 次元ヘ)だろうけれど。

wfa1wafa
質問者

お礼

解決しました。 ありがとうございます。

その他の回答 (3)

  • hashioogi
  • ベストアンサー率25% (102/404)
回答No.4

「残差の平方和を偏微分した関数が0となる値をもとめられば、残差の平方和の極小になる」というのは最小二乗法の一般的な考え方だと思います。 でも通常は正規方程式を解けば回帰式の係数が求まる訳で、そこでニュートン法を使うということは回帰式が冪関数で表現できないようなものだということでしょうか?

  • alice_44
  • ベストアンサー率44% (2109/4759)
回答No.2

ニュートン法で最小二乗法を使う? 何じゃそりゃ。 最小二乗法で残差二乗和の極小点を探すのに ニュートン法を使おうって話なら、 x は、未定係数(を成分に持つベクトル)で、 f(x) は、x を、残差二乗和の x による導関数 (x がベクトルなら、勾配ベクトル)だろうけれど。 「ニュートン法」は、多次元版を使うことになるね。 多次元のニュートン法↓ http://www.slis.tsukuba.ac.jp/~fujisawa.makoto.fu/cgi-bin/wiki/index.php?%C2%BF%BC%A1%B8%B5%A4%CE%A5%CB%A5%E5%A1%BC%A5%C8%A5%F3%A1%A6%A5%E9%A5%D5%A5%BD%A5%F3%CB%A1

  • hashioogi
  • ベストアンサー率25% (102/404)
回答No.1

ニュートン法と最小二乗法はどういう関係があるのでしょうか? 残差の二乗和の最小値は一般的には正の値を取りますからニュートン法は使えないような気がしますけど。私の認識が違っていたら申し訳ありませんが。

wfa1wafa
質問者

お礼

回答ありがとうございました。

wfa1wafa
質問者

補足

それならば、残差の平方和を偏微分した関数が0となる値をもとめられば、残差の平方和の極小になるのではないでしょうか?

関連するQ&A

  • 最小二乗法 ニュートン法

    ニュートン法を使うとき f(x+Δx) = f(x)+f'(x)Δx+・・・テイラー展開すると思います。 このとき、xは近似解x(n)のことで、x+Δxは新しい近似解x(n+1)のことでいいのでしょうか? 後、図1の操作と上記のテイラー展開をつかって新しいx(n+1)を求める方法が結びつきません。 わかる方お願いいたします。

  • C/C++での最小二乗法について

    いつもお世話になっております。 初めての質問で不備があるかと思われますがよろしくお願いします。 現在Excelのソルバー機能で、測定した値とは別に 計算式f(x)で求めた推定値との残差二乗和((測定値-推定値)^2の和)から 計算式f(x)の変数a,bを算出しています。(変数a,bの初期値は適当な値を設定) このソルバーでの最小二乗法の計算をc/c++にて実装するにはどのようにすれば良いのでしょうか。 (ソルバー機能では目的値を残差二乗和、変化対象を変数a,bとし、準ニュートン法より最小値を求めています。) 御教授よろしくお願いします。

  • 最小二乗法

    n組のデータ (xi, yi) を,特定点(X0, Y0) を通る直線 y = ax+b でフィッティングしたい。最小二乗法で係数a,bを求めるため の式を導きなさい。 という問題で 各データの残差を二乗した和が最小になるときのa,bを求めるのですが 特定点(X0,Y0)を通るにはどうすればよいでしょうか? ただ単に、特定点を通らずフィッティングするやりかたはわかるのですが・・・。 よろしくお願いします。

  • 2変数のときのニュートン法

    ニュートン法で多変数関数を最適化する方法についてやったことあるんですが忘れてしまいました。 1変数ならわかります。f(x)=0の解を求めたい場合は、 Xn+1=Xn-f(Xn)/f'(Xn) という漸化式で徐々に近づいていけばいいんですよね? では、例えば 「3x^2+6xy+5y^2-4x-6yを最小化せよ」 なんてのを解く場合にはどうすればいいんでしょうか? 漸化式だけ教えてくれればあとは思い出せると思います。お願いします。

  • ニュートン法について

    ニュートン法について 3次方程式x^3-30x^2+200x=0は0,10,20を根とする。 このことを使って、ニュートン法を1回用いることにより、x^3-30x^2+200x+1=0の根で10に近いものの近似値を求めよ。 ちなみにニュートン法は「aがf(a)=0の根に十分近ければ、a-f(a)/f’(a)は更に精密な近似値となる」です。 数学に詳しい方に答えていただけると幸いです。 宜しくお願いいたします。

  • 円の最小二乗法の公式

    いくつかのデータから最小二乗法で近似曲線を求めたいのですが、よくわかりません。そのデータ集の近似曲線は円になります。 最小二乗法を調べ、1次、2次関数についてはわかりました。ある点の座標を(x1,y1), (x2,y2)…、近似曲線上の座標を(x1,y’1),(x2,y’2)… とした時、 (y’1-y1)^2 + (y’2-y2)^2 … が最小となるような係数a,b などを偏微分 → 連立方程式で求めるという方法でした。 円についても、同様の方法で r^2 = (x-a)^2 + (y-b)^2 のような近似曲線の式が求められるのでしょうか?1次関数などのように、y’1-y1を求めようとすると、±√ が出てきてしまい、ややこしくなる気がしますが、これを解くしかないのでしょうか?もしくは別の解法があるのでしょうか?詳しく教えていただけたらと思います。よろしくお願いします。

  • ニュートンラフソン法について

    ニュートンラフソン法についての質問です。ニュートンラフソン法を利用するプログラム課題は理解できるのですが、別の問題の一つである次の問題をどう考えていけばよいのかわからないです。 「次の連立方程式f(x,y)=0、g(x,y)=0に対するニュートンラフソン法の反復公式を誘導せよ。」  参考書を調べますと一般のニュートンラフソン法はテーラー展開を用いて証明しているので、これも何らかの形でテーラー展開を利用するのではないかと思いますが、そこから先へ進めなくて困っています。よろしければどなたかコメントお願いいたします。

  • ニュートン法の問題がどうしてもわからないので教えてください。

    非線形方程式の解を求めるアルゴリズムのひとつに、ニュートン法と呼ばれる方式がある。この方法ではf(x)=0の解の近似値を次の漸化式から求める。 x_(i+1) =x_i - f(x_i)/f'(x_i) なぜこのアルゴリズムで解を得られるのかをf(x)=x^2 - e^x -2 =0 を例に説明せよ。 という問題です。 どなたかわかる方がいたらお願いします。

  • 回帰分析  最小二乗法の直線

    質問ですが 最小二乗法の直線はどうして残差dの二乗和が最小になる直線なのですか? 信頼区間がナントカ・・・みたいな? 数学には詳しくないので簡単に教えてください。

  • ニュートン法に関して

    数値計算初心者です。数値計算で分からないことがあるので質問します。よろしくお願いします。 y=f(x,a)という関数があってパラメータaを非線形最小2乗法のニュートン法やマルカート法を使って求めたいのですが、計算過程でf(x)を各パラメータで偏微分してヤコビ行列を求める必要があると思われます。 例えばf(x)が複雑な関数で偏微分するのに困難な関数であった場合、 偏微分をしなくてΔxを決定するにはどのような方法があるのでしょうか?