高一数学题!!!急~~

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/07 13:49:59
在测量某物理量的过程中因仪器和观察的误差,使得n次测量分别得a1,
a2,...an共n个数据,我们规定所测量物理量的“最佳近似值”a是这样一个量:与其他近似值比较,a与各数据的差的平方和最小,依此规定,从
a1,a2,...an中推测出的a=?过程详细些!~
没什么分,帮帮忙!!!谢谢!!

无非就是要求平方和最小,我用如下的做法
解:f(a)=(a-a1)平方+(a-a2)平方+(a-a3)平方+...+(a-an)平方
=n*a平方-2(a1+a2+...+an)a+(a1平方+a2平方+...+an平方)
这显然是一个以a为自变量的二次函数且开口向上
显然当 a=(a1+a2+a3+...+an)/n 时 f(a)有最小值
所以取 a=(a1+a2+a3+...+an)/n 就是最佳近似值a
换句话说,这也是我们经常说的多次测量求平均值。也就是最佳近似值

如果设
y=(a-a1)²+(a-a2)²+...+(a-an)²最小。
进一步化简:
y=n(a²) - 2(a1+a2+...+an)a + a1²+a2²+...+an²
对于a来说,y是a的一元二次函数
n>0,y开口向上,当且仅当a等于抛物线对称轴的时候y取得最小值
a=-B/2A = 2(a1+a2+...+an)/[2(n)]
=(a1+...+an)/n
也就是说,“最佳近似值”是观测量的算术平均。

a与各数据的差的平方和
=(a-a1)^2+(a-a2)^2+...+(a-an)^2
=4a^2-2*(a1+a2+...+an)*a+a1^2+a2^2+...+an^2
要使它最小,即上面这个二次函数取最小值。显然,当
a=(a1+a2+...+an)/4时取最小值。
因此,a=(a1+a2+...+an)/4

答案为a1,a2,...an n个数据的平均值。
证明:设平均值为b,则nb=∑ai,则∑(b-ai)=0
∑(a-ai)^2=∑(a-b+b-ai)^2=∑(a-b)^2+∑(b-ai)^2+2∑(a-b)*(b-ai)
=n(a-b)^2+∑(b-ai)^2+2(a-b)*∑(b-ai)
=n(a-b)^2+∑(b-ai)^2
因为∑(b-ai)^2为常数,所以a=b时上式最小。即a1,a2,...an n