疊代最小二乘法英文解釋翻譯、疊代最小二乘法的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 iterative least square method
分詞翻譯:
疊代的英語翻譯:
【計】 iterate; iteration
最小二乘法的英語翻譯:
【計】 least square method; least square procedure; method of least squares
【化】 least square method; method of least squares
專業解析
疊代最小二乘法(Iterative Least Squares, ILS)是一種通過逐次逼近優化模型參數的數值計算方法,其核心目标是通過最小化誤差平方和實現參數估計。在漢英詞典中,該術語對應“疊代最小二乘-逐次最小二乘”(疊代:iterative;最小二乘:least squares),強調算法通過循環修正逐步逼近最優解的特性。
從數學角度,其模型可表示為:
$$
min{theta} sum{i=1}^n | y_i - f(x_i,theta) |
$$
其中$theta$為待估參數,$f(x_i,theta)$為觀測模型。與傳統最小二乘法不同,疊代版本通過梯度下降或高斯-牛頓法等增量式更新參數,適用于非線性系統和大規模數據集。
該算法在工程領域具有廣泛應用:
- 信號處理:用于自適應濾波器的系數修正(參考IEEE Xplore文獻庫)
- 機器人定位:通過傳感器數據疊代優化位姿估計
- 計量經濟學:處理動态系統中的時變參數建模
權威文獻如《Numerical Recipes》指出,該方法通過引入正則化因子可改善病态矩陣的數值穩定性。國際數學聯盟(IMU)發布的《數學百科全書》特别強調其在魯棒估計中的擴展應用價值。
網絡擴展解釋
疊代最小二乘法(Iterative Least Squares)是普通最小二乘法(OLS)的擴展,主要用于解決非線性回歸、異方差數據或複雜模型參數估計等問題。其核心思想是通過多次疊代優化參數,逐步逼近最優解。以下是詳細解釋:
1. 基本原理
- 普通最小二乘法:直接通過解析解 $hat{beta} = (X^T X)^{-1} X^T Y$ 計算參數,適用于線性模型且誤差滿足同方差性。
- 疊代最小二乘法:當模型非線性或數據存在異方差時,無法直接求解解析解,需通過疊代調整參數或權重,逐步最小化殘差平方和。
2. 疊代過程
典型的步驟包括:
- 初始化:給定參數初始值 $beta^{(0)}$(如隨機值或OLS初始解)。
- 疊代更新:
- 計算當前殘差 $e^{(k)} = Y - f(X, beta^{(k)})$。
- 根據殘差調整權重矩陣 $W^{(k)}$(例如異方差時賦予小殘差數據更高權重)。
- 更新參數:$$beta^{(k+1)} = (X^T W^{(k)} X)^{-1} X^T W^{(k)} Y$$
- 收斂判斷:當參數變化量 $|beta^{(k+1)} - beta^{(k)}| < epsilon$ 或殘差不再顯著減小時停止。
3. 應用場景
- 非線性模型(如指數衰減、Logistic增長):通過局部線性化疊代求解。
- 異方差數據:用加權疊代最小二乘(IRLS)動态調整權重。
- 動态系統參數估計:如自適應濾波、實時數據處理。
4. 數學示例
假設模型為 $y = beta_0 e^{beta_1 x} + epsilon$(非線性):
- 線性化:取對數得近似方程 $ln y approx ln beta_0 + beta_1 x$,用初始解 $beta^{(0)}$。
- 疊代計算雅可比矩陣 $J$(偏導數矩陣),更新參數:
$$
beta^{(k+1)} = beta^{(k)} + (J^T J)^{-1} J^T (Y - f(X, beta^{(k)}))
$$
5. 優缺點
- 優點:能處理非線性、異方差問題;靈活性高。
- 缺點:依賴初始值,可能陷入局部最優;計算量大于OLS。
如果需要進一步了解特定算法(如IRLS或Levenberg-Marquardt),可提供具體實現代碼或擴展公式。
分類
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