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求逐差法的詳細推導
逐差法推導主要針對自變量等量變化的情況,通過對因變量進行等量變化的測量,將所得數(shù)據(jù)等間隔相減后取其逐差平均值得到結果。逐差法可以充分利用測量數(shù)據(jù),具有對數(shù)據(jù)取平均的效果,可及時發(fā)現(xiàn)差錯或數(shù)據(jù)的分布規(guī)律,及時糾正或及時總結數(shù)據(jù)規(guī)律。
以勻變速直線運動為例,相鄰相等時間間隔內位移之差都相等,可以知道ΔS=at^2。由此可以推導出:
S4-S1 = 3ΔS = 3at^2
所以a1 = (S4-S1)/3t^2
同理,可以得到a2 = (S5-S2)/3t^2 和 a3 = (S6-S3)/3t^2。
如果 ,也就是說在同一個電壓/電流值附近測量兩次,那么方法一和方法二誤差水平是一樣的,也就是效果一樣。
如果不是在同一個電壓/電流值附近測量兩次,我沒有得出確定性的結論。
事實上,電阻隨電壓/電流是會有略微變化的,所以通常采取
最小二乘法
或
逐差法
計算。
----------
下面附上得出第一個結論的推導過程(從數(shù)值計算的角度推導的):
歐姆定律:
但由于測量誤差的存在,測量值不精確服從上述等式,換言之,實際情況是這樣的:
注意,
不是
電流測量值的絕對誤差,而是人為引入的一個偏移量。
對于方法1:
,代入式,化簡得:
,電阻相對誤差為:
對于方法2:
,代入式,化簡得:
,電阻相對誤差為:
接下來要做的是對比。不難發(fā)現(xiàn):
如果 充分接近的話,也是充分接近的,所以沒有明顯的優(yōu)劣性;
如果 不接近,而是取的不同的散點,則不能得出確定性結論;
事實上,如果 不接近,采取最小二乘法/逐差法(
實際上不會只測兩個點的數(shù)據(jù)
),得出的結果是:。
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