Parabola, con mínimo fijo

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ID:(617, 0)



Parabola, con mínimo fijo

Descripción

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Para ajustar datos $(x_i,y_i)$ a una parábola del tipo

$y=ax^2+bx+c$

cuyo mínimo tiene un valor $y_0$. El mínimo se encuentra en

$x_0=-\displaystyle\frac{b}{2a}$

y el valor del mínimo debe ser

$y_0=ax_0^2+bx_0+c=c-\displaystyle\frac{b^2}{4a}$

Por ello el factor $c$ debe ser

$c=y_0+\displaystyle\frac{b^2}{4a}$

mientras que los valores $a$ y $b$ deben ser tal que la diferencia de los cuadrados

$\sum_i\left(y_i-ax_i^2-bx_i-y_0-\displaystyle\frac{b^2}{4a}\right)^2=min$

sea un mínimo.

ID:(6912, 0)



Coeficiente $a$

Ecuación

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Si se deriva

$\sum_i\left(y_i-ax_i^2-bx_i-y_0-\displaystyle\frac{b^2}{4a}\right)^2=min$

respecto de $a$ y se iguala a cero el resultado se obtien la ecuación:

$b^2(S_y-y_0N)+4a^2(S_{x2}y_0-S_{x2y})+4a^3S_{x4}+4a^2bS_{x3}=0$

donde

$S_{x,n,y,m}=\sum_ix_i^ny_i^m$

en que en el caso que $n$ o $m$ sean cero no se escribe el factor $x$ o $y$ y en el caso de la unidad no se incluye el número.

Si se repite la operación para $b$ se obtiene la ecuación:

$b(y_0N-S_y)+2a(S_xy_0-S_{xy})+2a^2S_{x3}=0$.

La solución de las ecuaciones lleva a que la pendiente $a$ es

$a=\displaystyle\frac{S_{x2y}(S_x^2-S_{x2}N)-S_{x3}(S_{xy}N-S_xS_y)-S_{x2}^2S_y+S_xS_{x2}S_{xy})}{S_{x4}(S_{x2}N-S_x^2)-S_{x3}^2N+2S_xS_{x2}S_{x3}-S_{x2}^3}$

ID:(6913, 0)



Coeficiente $b$

Ecuación

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Si se deriva

$\sum_i\left(y_i-ax_i^2-bx_i-y_0-\displaystyle\frac{b^2}{4a}\right)^2=min$

respecto de $a$ y se iguala a cero el resultado se obtien la ecuación:

$b^2(S_y-y_0N)+4a^2(S_{x2}y_0-S_{x2y})+4a^3S_{x4}+4a^2bS_{x3}=0$

donde

$S_{x,n,y,m}=\sum_ix_i^ny_i^m$

en que en el caso que $n$ o $m$ sean cero no se escribe el factor $x$ o $y$ y en el caso de la unidad no se incluye el número.

Si se repite la operación para $b$ se obtiene la ecuación:

$b(y_0N-S_y)+2a(S_xy_0-S_{xy})+2a^2S_{x3}=0$.

La solución de las ecuaciones lleva a que la pendiente $b$ es

$b=\displaystyle\frac{S_{x4}(S_{xy}N-S_xS_y)+S_{x3}(S_{x2}S_y-S_{x2y}N)-S_{x2}^2S_{xy}+S_xS_{x2}S_{x2y}}{S_{x4}(S_{x2}N-S_x^2)-S_{x3}^2N+2S_xS_{x2}S_{x3}-S_{x2}^3}$

ID:(6914, 0)