「曲線あてはめ」の版間の差分

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夜仮面様 (会話 | 投稿記録)
m 一般論
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定義域側の成分については独立でないため、一般論を述べる上では
ベクトル量としておかなければならない。以下、測定条件は、k次元ベクトルの形で与えられていると
する。また、j番目の測定条件<math>{\textbf{x}}_{i}</math>の
第i成分を<math>{x}_{ij}</math>で表わすものとする。
 
'''われわれが考えるべき問題'''は、適当なl<math>\alpha</math>個のパラメータ
<math>{\lambdaa}_{1}, \codtcdots ,{\lambdaa}_{l\alpha}</math>
と、k+l<math>\alpha</math>変数の関数
<math>f(\textbf{x}, \textbf{\lambadaa})</math>
を考え、
<math>\textbf{\lambadaa}</math>の値を調整し
 
<math>S(\textbf{\lambadaa})={\sum}_{j=1}^{n}|{y}_{i}-f({\textbf{x}}_{j},\lambdatextbf{a}){|}^{2}</math> (1-1)
 
を最小とするような、<math>{\textbf{\lambdaa}}</math>を求めることである<ref name=honma/>。
この<math>{\textbf{\lambdaa}}</math>のことを、フィッティングパラメータという。
 
ここで、<math>({y}_{1},{\textbf{x}}_{1}),\cdots ,({y}_{n},{\textbf{x}}_{n})</math>は、もはや定数ベクトルでしかないことに注意されたい。飽くまで関数Sの変数は<math>{\lambdaa}_{1},\codtcdots {\lambdaa}_{l\alpha}</math>である。
 
この問題は、(1-1)の関数Sの極値問題<ref name=shima>島 和久「多変数の微分積分学」近代科学社 (1991/09) </ref> に他ならない。一般に、極値問題は解を持たない可能性があり、また、解が存在したとして、
重解の可能性もあるが、一般論として、「もしも、<math>{\textbf{\lambadaa}}_{0}</math>が、Sの極値だとすると、<math>grad S({\textbf{\lambadaa}}_{0})=0</math>」であることが知られている。この命題は、最適なフィッティングパラメータに対する必要条件を与える。極小値を与えるような<math>{\textbf{\lambdaa}}</math>の十分条件としては、「Sの<math>{\textbf{\lambdaa}}</math>におけるヘッセ行列が負値となること」があるが、極小値が仮に存在したとして、それらが必ずしも最小であるとは限らない。たとえば、最適な<math>{\textbf{\lambdaa}}</math>が無限遠に存在する可能性もある。
 
(1-1)のSを最小とするようなフッティングパラメータ<math>{\textbf{\lambadaa}}_{0})</math>が得られた場合には、以下の<math>g(\textbf{x})</math>を、最適関数(xがスカラーの場合には、最適曲線)という。
 
<math>g(\textbf{x})=f(\textbf{x},{\textbf{\lambadaa}}_{0})</math> (1-2)
 
このgは、説明変数<math>\textbf{x}</math>と目的変数yの間に一つの関数関係を与えている。つまり、このgは、
<math>\textbf{x}</math>とyの関数であり、フィッティングパラメータは定数ベクトルと考える。
 
 
== 様々な曲線あてはめ ==