Anàlisi de Dades Experimentals
© Antoni Amengual Colom. Departament de Física, Universitat de les Illes Balears.

Versió 1.0 publicada al setembre de 2013. DL: PM 860-2013.

Ajusts per mínims quadrats

Notacions per expressar els coeficients de la recta d'ajust

Introducció «

Les expressions que donen els coeficients de l'ajust d'una recta per mínims quadrats a un conjunt de n parelles de valors {xi, yi} s'han calculat en el tema de l'ajust lineal i són

"ade_1.gif"

Aquestes expressions es poden escriure de diverses maneres usant notacions distintes.

Σ de sumatori «

Una manera immediata de simplificar la notació és no indicar els índex muts dels sumatoris ni de les variables, de manera que es posa

"ade_2.gif"

D'aquesta manera les expressions queden més compactes:

"ade_3.gif"

Sx per sumatori de x «

S'usa  

"ade_4.gif"

El nombre de valors a sumar no està indicat explícitament, però tanmateix és un valor fix en el càlcul d'un ajust. Les expressions queden en la forma

"ade_5.gif"

Valors mitjans "ade_6.gif" «

El nom d'una variable entre angles indica el valor mitjà d'un conjunt, per exemple

"ade_7.gif"

El nombre de termes que inclou "ade_8.gif" no s'indicarà explícitament per simplificar la notació. La relació de la suma amb el valor mitjà,

"ade_9.gif"

es pot aplicar a qualsevol variable, per exemple a les que apareixen a les fórmules que donen els coeficient de l'ajust per mínims quadrats,

"ade_10.gif"

Amb aquesta notació, les expressions que donen els coeficients a0 i a1 de l'ajust y = f(x) = a1 x + a0 es poden escriure en termes dels valors mitjans enlloc dels sumatoris:

"ade_11.gif"

Simplificant, queda

"ade_12.gif"

Notació vectorial «

La notació vectorial resulta més pràctica en altres casos que no en aquest. És útil per demostrar la desigualtat de Cauchy-Schwarz usada en per demostrar la cota del coeficient de correlació lineal.

Els valors del conjunt de n parelles {xi, yi} es poden usar per definir dos vectors de n components

x = {x1, x2, x3, ..., xn},

y = {y1, y2, y3, ..., yn}.

Dos dels sumatoris que apareixen en el càlculs dels coeficients es poden escriure en forma de producte escalar

"ade_13.gif"

i per a les sumes de components es pot usar

"ade_14.gif"

Amb aquesta notació es té

"ade_15.gif"

Simplificant, queda

"ade_16.gif"