mmq
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Método dos Mínimos Quadrados (MMQ)
Aula 6a
Por que fazemos ajustes?
Relação funcional que melhor descreve os dados experimentais dentro de um limite de validade.
Representa o “comportamento médio” dos dados.
Ajuste visual vs. MMQ
Depende de quem analisa
É difícil de ponderar dados com incertezas diferentes
Não é otimizado Bom para estimativas
Independe de quem analisa
A incerteza dos dados é ponderada
É o ajuste que mais se aproxima dos dados
Mais cálculos (PC)
MMQ e os resíduos
Qual é o ajuste que mais se aproxima dos dados? Menor distância entre os
pontos exp. e os dados
Mas e a incerteza?
i
iii s
xfyRr
)(−=
)( iii xfyRa −=
MMQ e os resíduos
Vários pontos, como fazer?
E se tiver com pontos acima e abaixo da reta?
∑∑ −=i i
ii
ii s
xfyRr
)(0=
?
( ) 2
2
2 )( χ=
−= ∑∑i i
ii
ii s
xfyRr
MMQ e os resíduos
Qual então é a melhor reta? Lembrando o que foi
discutido quanto as distâncias!!
∑
−=i i
ii
s
xfy2
2 )(χ Mínimo
Como minimizar?
Chi^2 é uma função!!! Como achar o mínimo
de uma função?∑
−=i i
ii
s
xfy2
2 )(χ
x
F(x)
∑
−=i i
i
s
ay2
2χ
01
..2)12(2
=
−
−=∂
∂ ∑−
i ii
i
ss
ay
a
χ
Caso 1: Ajuste de uma constante
Minimizando
axf i =)(∑
−=i i
ii
s
xfy2
2 )(χ
Como achar o mínimo de uma função? Quais os parâmetros a?
01. =
−∑ii i
i
ss
ay∑∑
==
=
N
i i
N
i i
i
sa
s
y
12
12
1.
∑
∑
=
=
=N
i i
N
i i
i
s
s
y
a
12
12
1
É a média ponderada!!!
01.
1.
1
=
−
∑∑= iii
N
i i
i
ss
a
ss
y
01
..21
2
=
−
−=∂
∂ ∑=
N
i ii
i
ss
ay
a
χCaso 1: Ajuste de uma constante
Caso 2: Ajuste de uma Reta
Nosso Caso!
Como achar o mínimo de uma função? Quais os parâmetros a e
b que minimizam?
∑
−=i i
ii
s
xfy2
2 )(χbaxxf ii +=)(
∑
+−=i i
ii
s
baxy2
2 )(χ
Minimizando a ...
( )0.
..2
)12(2
=
−
+−=∂
∂ ∑−
i i
i
i
ii
s
x
s
bxay
a
χ
( )0.
. =
+−∑i i
i
i
ii
s
x
s
bxay
∑∑∑===
+=N
i i
iN
i i
i
i
iiN
i s
xb
s
xa
s
xy
12
12
2
21
Caso 2: Ajuste de uma Reta
Minimizando b...
( )∑
−
+−=∂
∂−
i ii
ii
ss
bxay
b
1.
..2
)12(2χ
∑∑∑===
+=N
i i
N
i i
i
i
iN
i sb
s
xa
s
y
12
122
1
1
Caso 2: Ajuste de uma Reta
∑∑∑===
+=N
i i
N
i i
i
i
iN
i sb
s
xa
s
y
12
122
1
1
∑∑∑===
+=N
i i
iN
i i
i
i
iiN
i s
xb
s
xa
s
xy
12
12
2
21
1.. SbSaS xy +=
xxyx SbSaS .. 2 +=
∑=
=N
i i
iqqcoisa
qqcoisaS
12σDefinindo:
( ) 21.2 xxSSS −=∆Onde:
1.. SbSaS xy +=
xxyx SbSaS .. 2 +=
∆−
= xyyx SSSSa 1
∆−
= xyxxy SSSSb
2
∆= 1Ss a ∆
= 2xb
Ss
{Sistema de duas equações e duas incógnitas:
Propagando as incertezas
Para Mais detalhes vide:Tratamento Estatístico de Dados em física Experimental, O. Helene, V. Vanin
( ) baxxf +=Melhor reta que descreve o conjunto de pontos experimentais, ou seja foi ajustada uma reta aos pontos experimentais
http://www.mat.puc-rio.br/~hjbortol/cdfvv/livro/CabriJava/mmq5.html
Fazer:
MMQ utilizando os dados da sala!!! Na Mão!!
Determinar a e b com incertezas! Calcular Chi^2, e tudo que estiver na tabela!!! Colocar a reta com os valores de a e b por MMQ
no gráfico para comparação!!!
PS:
Fazer no formato Relatório!!! Colocar
MMQ utilizando os dados da sala!!! Determinar a e b com incertezas! Calcular Chi^2, e tudo que estiver na tabela!!! Colocar a reta com os valores de a e b por MMQ no
gráfico para comparação!!! Discutir as diferenças O que significa Chi^2 alto ou baixo?
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