基于直线加权平均的平均值法、逐差法和最小二乘法的等效假设研究

从等间距线性数据所确定的直线出发,对算术平均值法、逐差法和最小二乘法的基本假设进行了研究。针对计算等间距线性数据最佳斜率的3种不同方法,基于直线加权平均研究了每条可能直线的权重。界定了3种不同类型的线性数据:在最小间隔等权的线性数据中,经算术平均值法计算的斜率,标准误差最小;在点等权的线性数据中,通过最小二乘法所得到的斜率,标准误差最小;最后,从不等精度的假设出发,定量给出了逐差法最优的条件:测量数据的标准误差由两端向中间区域以1/2次方的速率衰减。     

等间距线性数据的标准偏差

对大学物理实验中两种不同类型的等间距线性数据进行了区分。第一类线性数据中,等权独立的误差来源于对每一位置的测量而与其它位置的测量无关,应该把每一测量点对最佳直线的偏离作为研究对象,其它参量的标准偏差应该从该对象的标准偏差为出发点求得;第二类线性数据等权独立的误差来源于每一次测量过程的增加量,应该把每一次测量的增加量同最佳增加量的偏离作为研究对象,其它参量的标准偏差应该从此对象的标准偏差为出发点求得。针对这两类数据,分别按照算术平均值法、逐差法和最小二乘法的原则进行处理,给出了符合其数据类型对象的最佳斜率表达式和它们的标准偏差表达式.给出了它们的比较:第一类线性数据的最小二乘法处理的最佳斜率的标准偏差最小;第二类线性数据的算术平均值处理给出的标准偏差最小。