Zákony hromadění chyb.



Podobné dokumenty
SYLABUS PŘEDNÁŠKY 11 Z GEODÉZIE 1 (Hodnocení přesnosti měření a vytyčování) 1. ročník bakalářského studia studijní program G studijní obor G

Posouzení přesnosti měření

Náhodné chyby přímých měření

Charakterizují kvantitativně vlastnosti předmětů a jevů.

EXPERIMENTÁLNÍ MECHANIKA 2 Přednáška 5 - Chyby a nejistoty měření. Jan Krystek

Náhodné (statistické) chyby přímých měření

KGG/STG Statistika pro geografy

Úvod do teorie měření. Eva Hejnová

Úvod do teorie měření. Eva Hejnová

Booleovská algebra. Booleovské binární a unární funkce. Základní zákony.

2 Zpracování naměřených dat. 2.1 Gaussův zákon chyb. 2.2 Náhodná veličina a její rozdělení

Numerická stabilita algoritmů

Úvod do problematiky měření

Vytyčení polohy bodu polární metodou

P13: Statistické postupy vyhodnocování únavových zkoušek, aplikace normálního, Weibullova rozdělení, apod.

Aplikovaná numerická matematika

Vyjadřování přesnosti v metrologii

Chyby měření 210DPSM

Chyby a neurčitosti měření

AVDAT Nelineární regresní model

7. Rozdělení pravděpodobnosti ve statistice

pravděpodobnosti Pravděpodobnost je teorií statistiky a statistika je praxí teorie pravděpodobnosti.

Téma 22. Ondřej Nývlt

18 Fourierovy řady Úvod, základní pojmy

Aplikovaná matematika I

Základy matematické analýzy

Úvod do teorie měření. Eva Hejnová

Numerické řešení nelineárních rovnic

Detekce kartografického zobrazení z množiny

Úvod do teorie odhadu. Ing. Michael Rost, Ph.D.

Určujeme neznámé hodnoty parametru základního souboru. Pomocí výběrové charakteristiky vypočtené z náhodného výběru.

1 Tyto materiály byly vytvořeny za pomoci grantu FRVŠ číslo 1145/2004.

Charakterizace rozdělení

Věta 12.3 : Věta 12.4 (princip superpozice) : [MA1-18:P12.7] rovnice typu y (n) + p n 1 (x)y (n 1) p 1 (x)y + p 0 (x)y = q(x) (6)

Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering Czech Technical University in Prague

veličin, deskriptivní statistika Ing. Michael Rost, Ph.D.

Časové řady, typy trendových funkcí a odhady trendů

16 Fourierovy řady Úvod, základní pojmy

Časové řady, typy trendových funkcí a odhady trendů

16. Goniometrické rovnice

Pravděpodobnost a statistika

Inženýrská statistika pak představuje soubor postupů a aplikací teoretických principů v oblasti inženýrské činnosti.

ODR metody Runge-Kutta

Regresní analýza 1. Regresní analýza

GEODETICKÉ VÝPOČTY I.

4. Aplikace matematiky v ekonomii

ANALÝZA DAT V R 3. POPISNÉ STATISTIKY, NÁHODNÁ VELIČINA. Mgr. Markéta Pavlíková Katedra pravděpodobnosti a matematické statistiky MFF UK

UNIVERZITA PARDUBICE. 4.4 Aproximace křivek a vyhlazování křivek

Požadavky k písemné přijímací zkoušce z matematiky do navazujícího magisterského studia pro neučitelské obory

CVIČNÝ TEST 15. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 15 IV. Záznamový list 17

Funkce jedn e re aln e promˇ enn e Derivace Pˇredn aˇska ˇr ıjna 2015

MÍRY ZÁVISLOSTI (KORELACE A REGRESE)

1 Analytické metody durace a konvexita aktiva (dluhopisu) $)*

Funkce, elementární funkce.

Témata absolventského klání z matematiky :

MATEMATIKA A Metodický list č. 1

10. cvičení z PST. 5. prosince T = (n 1) S2 X. (n 1) s2 x σ 2 q χ 2 (n 1) (1 α 2 ). q χ 2 (n 1) 2. 2 x. (n 1) s. x = 1 6. x i = 457.

Statistika. Regresní a korelační analýza Úvod do problému. Roman Biskup

( + ) ( ) f x x f x. x bude zmenšovat nekonečně přesný. = derivace funkce f v bodě x. nazýváme ji derivací funkce f v bodě x. - náš základní zápis

Učební plán 4. letého studia předmětu matematiky. Učební plán 6. letého studia předmětu matematiky

ÚSTAV MATEMATIKY A DESKRIPTIVNÍ GEOMETRIE. Matematika 0A1. Cvičení, zimní semestr. Samostatné výstupy. Jan Šafařík

Matematické modelování Náhled do ekonometrie. Lukáš Frýd

1. Obyčejné diferenciální rovnice

MATURITNÍ TÉMATA Z MATEMATIKY

Úvod do inženýrské geodézie

MATEMATICKÁ STATISTIKA - XP01MST

Numerická matematika. Zadání 25. Řešení diferenciální rovnice Rungovou Kuttovou metodou

1. Číselné posloupnosti - Definice posloupnosti, základní vlastnosti, operace s posloupnostmi, limita posloupnosti, vlastnosti limit posloupností,

Variace. Lineární rovnice

Maturitní otázky z předmětu MATEMATIKA

Základy matematiky pro FEK

Čísla a číselné soustavy.

Testování hypotéz o parametrech regresního modelu

i=1 Přímka a úsečka. Body, které leží na přímce procházející body a a b můžeme zapsat pomocí parametrické rovnice

Interpolace, aproximace

Statistika, Biostatistika pro kombinované studium Letní semestr 2011/2012. Tutoriál č. 4: Exploratorní analýza. Jan Kracík

Základy biostatistiky II. Veřejné zdravotnictví 3.LF UK - II

OBECNÉ METODY VYROVNÁNÍ

Planimetrie 2. část, Funkce, Goniometrie. PC a dataprojektor, učebnice. Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora. Průřezová témata Poznámky

Numerické řešení diferenciálních rovnic

Přednášející: Ing. M. Čábelka Katedra aplikované geoinformatiky a kartografie PřF UK v Praze

AVDAT Klasický lineární model, metoda nejmenších

rovnic), Definice y + p(x)y = q(x), Je-li q(x) = 0 na M, nazývá se y + p(x)y =

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

7. Aplikace derivace

LINEÁRNÍ REGRESE. Lineární regresní model

Inferenční statistika - úvod. z-skóry normální rozdělení pravděpodobnost rozdělení výběrových průměrů

Výběrové charakteristiky a jejich rozdělení

Mˇ eˇren ı ˇ cetnost ı (Poissonovo rozdˇ elen ı) 1 / 56

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

Regresní analýza. Ekonometrie. Jiří Neubauer. Katedra ekonometrie FVL UO Brno kancelář 69a, tel

Praha & EU: investujeme do vaší budoucnosti. Daniel Turzík, Miroslava Dubcová,

Úvod do teorie měření. Eva Hejnová

Popisná statistika kvantitativní veličiny

8.1. Definice: Normální (Gaussovo) rozdělení N(µ, σ 2 ) s parametry µ a. ( ) ϕ(x) = 1. označovat písmenem U. Její hustota je pak.

Dobývání znalostí. Doc. RNDr. Iveta Mrázová, CSc. Katedra teoretické informatiky Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy v Praze

MATEMATIKA Maturitní témata společná část MZ základní úroveň (vychází z Katalogu požadavků MŠMT)

Diferenciální rovnice 3

Diferenciální počet - II. část (Taylorův polynom, L Hospitalovo pravidlo, extrémy

Numerické metody zpracování výsledků

Transkript:

Zákony hromadění chyb. Zákon hromadění skutečných chyb. Zákon hromadění středních chyb. Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a kartografie. Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a kartogra 1 / 27

Obsah přednášky 1 Chyby a jejich dělení 2 Zákon hromadění náhodných chyb 3 Zákon hromadění skutečných chyb 4 Zákon hromadění středních chyb Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a kartogra 2 / 27

1. Úvod V přírodních vědách nás zajímají jak kvalitativní tak kvantitativní charakteristiky. Kvantitativní charakteristiky zpravidla určovány měřením: délka, úhel, čas, odrazivost... Při opakovaném měření získáme různý výsledek rušivé vlivy. Zvýšení přesnosti: lepší metodika, přesnější přístroj, snížení vlivu okolních chyb. Výsledek měření náhodnou veličinou. Cílem vyrovnání nalezení nejspolehlivější hodnoty (střední hodnota) a stanovení meze spolehlivosti (chyba). Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a kartogra 3 / 27

Chyby a jejich dělení 2. Veličina a její chyba Přibližná x (měřená) a skutečná X (neznámá) Skutečná chyba ε ε = X x ε > X > x ε < X < x. Určení skutečné hodnoty X = x + ε. Odhad skutečné chyby ε x ε = X x ε x. Platí x ε X X x+ε x X = x ± ε x. Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a kartogra 4 / 27

Chyby a jejich dělení 3. Veličina a její chyba Jedno měření = žádné měření Skutečná chyba Skutečná hodnota x 1 = X ε 1, x 2 = X ε 2,..., x n = X ε n ε i = X x i. (1) X = x i + ε i. X nebývá známa, místo ní zavádíme vyrovnanou hodnotu x. Oprava Relativní chyba v i = x x i. (2) ε r = ε X. (3). Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a kartogra 5 / 27

Chyby a jejich dělení 4. Typy chyb Existují čtyři základní skupiny chyb: 1 Omyly Špatná metodika, nesprávný postup, omyl. 2 Hrubé chyby Měření za nepříznivých okolností. Odstranění opakovaným měřením, možno detekovat v datech. Každá metoda a postup má stanovenu přesnost: chyby v mezích jsou nevyhnutelné, nad tyto meze hrubé. 3 Náhodné chyby Náhodné hodnoty, vzájemně nezávislé. 4 Systematické chyby c Podobné hodnoty, vzájemně závislé. Náhodné a systematické chyby patří mezi nevyhnutelné chyby, nelze je eliminovat žádnou měřickou technikou. Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a kartogra 6 / 27

Chyby a jejich dělení 5. Náhodné a systematické chyby Náhodné chyby Náhodný charakter, proměnlivé za stejných podmínek, stejné metodice. Vzájemně nezávislé, nelze jejich hodnoty předvídat. E( ) =. Systematické chyby c Nabývají podobných hodnot, ovlivněny nějakým faktorem v podobné míře. Mají stejnou systematickou složku, vzájemně závislé (korelované). Konstantní: stejná velikost a znaménko, nelze vyloučit měřením/výpočtem: x 1 = X c, x 2 = X c,..., x n = X c Proměnlivé: Hodnoty rámcově proměnlivé, avšak nikoliv zcela náhodné, E(c) = c. Skutečná chyba ε i = i + c i. (4) Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a kartogra 7 / 27

Zákon hromadění náhodných chyb 6. Zákon hromadění náhodných chyb Náhodné chyby jednotlivě nepodléhají zákonitostem, jako celek pro ně platí pravidla jako u náhodných jevů. Tři Gaussovy zákonitosti: Z1: Malé chyby se vyskytují častěji než velké chyby. Z2: Chyby nad určitou mez se nevyskytují. Z3: Pravděpodobnost vzniku kladné/záporné chyby je stejná. Elementární chyba δ Náhodná chyb vzniká lineární kombinací většího počtu elementárních chyb δ různé velikosti, jejichž znaménko je náhodné (sečtou se či odečtou). Velká chyba: střet elementárních chyb s kladnými znaménky. Malá chyba: střet elementárních chyb s různými znaménky. m ε = δ j. (5) Veličina x i = X ε i, ε i = j=1 m m δ j,i x i = X j=1 Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a kartogra 8 / 27 j=1 δ j,i

Zákon hromadění náhodných chyb 7. Ukázka rozložení chyb Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a kartogra 9 / 27

Zákon hromadění náhodných chyb 8. Základní soubor a rozložení chyb Veličinu X určujeme z konečného počtu měření tvořící aproximaci základního souboru. Rozložení hodnot přibližně odpovídá Gaussovu rozdělení. Střední hodnoty chyb a veličin Předpoklad působení náhodných chyb E(δ) =, E(ε) =, E(x) = X. (6) n i=1 lim ε i n n i=1 =, lim x i n = X. Předpoklad působení systematických chyb n i=1 lim ε i n n i=1 = c, lim x i n = X c. Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a1 kartogra / 27

Zákon hromadění náhodných chyb 9. Ukázka polohy c: systematické chyby Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a11 kartogra / 27

Zákon hromadění náhodných chyb 1. Přesnost veličiny X Hodnotu veličiny X lze odhadnout (měřit) různými metodami s různými hodnotami elementární chyby. Každou z metod lze charakterizovat různým souborem hodnot ε i. Za přesnější označujeme takovou metodu, která má vůči jiné metodě menší rozptyl x i kolem střední hodnoty. Hodnotu rozptylu lze měřit střední chybou σ, σ 2 = V (x). průměrnou chybou, pravděpodobnou chybou. Variance V (x) Druhý centrální moment V (x) = E(x E(x)) 2 = E( 2 ) = σ 2. U skutečných chyb definujeme základní střední (kvadratickou) chybu m m 2 = E(x X) 2 = E(ε 2 ) m = E(ε 2 ). Mocnina základní střední chyby je střední hodnota ze čtverce skutečné chyby. Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a12 kartogra / 27

Zákon hromadění náhodných chyb 11. Vlastnosti základní střední chyby Charakterizuje soubor hodnot jako celek, hodnotí jeho přesnost. Čím větší hodnota m, tím menší přesnost. Platí i při výskytu systematických chyb, bývá nazývána úplnou variancí. Pozor: E( 2 ) E(ε 2 ) E(ε 2 ) = E(( + c) 2 ) = E( 2 + 2 c + c 2 ) Pak Platí E(ε 2 ) = E( 2 ) + 2E( )E(c) + E(c 2 ) m 2 = σ 2 + c 2. (7) Základní střední chyba obsahuje vliv náhodné i systematické složky. Čtverec základní střední chyby je součtem čtverců variance a střední hodnoty systematické složky (poloha centra). Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a13 kartogra / 27

Zákon hromadění náhodných chyb 12. Další charakteristiky přesnosti Empirická střední chyba m Náhodná veličina, spočtená z konečného souboru n měření. Odmocnina z průměrné hodnoty čtverce chyb n i=1 m = ε2 i. (8) n Mezní chyba ε α Největší přípustná chyba. Volena jako 2-3 násobek základní střední chyby (do intervalu padne 95% měření). ε α 2m, 3m. (9) Průměrná chyba v První moment, průměrná hodnota absolutní chyby. v = E( ε ). (1) Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a14 kartogra / 27

Zákon hromadění skutečných chyb 13. Zákon hromadění skutečných chyb Ukazuje vliv chyb vstupních veličin na jejich funkce. Jeho znalost umožňuje volit metody a přístroje poskytující výsledek s požadovanou přesností. Předpoklad: chyby vstupních veličin vzájemně nezávislé. Dána: Funkce f n proměnných x 1, x 2,..., x n, diferencovatelná, spojitá y = f (x 1, x 2,..., x n ). Vstupní chyby argumentů ε 1, ε 2,..., ε n. Hledáme: Chybu funkce ε f. Odvození diferenciálem nebo Taylorovým rozvojem. Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a15 kartogra / 27

Zákon hromadění skutečných chyb 14. Odvození zákonu hromadění skutečných chyb Platí f + ε f = f (x 1 + ε 1, x 2 + ε 2,..., x n + ε n ) Taylorův rozvoj, neuvažujeme chyby vyšších řádů, existence derivací f + ε f = f (x 1, x 2,..., x n )/ + / ε 1 + / ε 2 +... + / ε n + R 2 x 1 x 2 x n Pak ε f = / x 1 Zákon hromadění skutečných chyb: n / ε f = x i ε 1 + / ε 2 +... + / ε n + R 2 x 2 x n i=1 ε i. (11) Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a16 kartogra / 27

Zákon hromadění skutečných chyb 15. Varianta: levá strana také funkcí Složitější případ, levá strana vztahu též funkcí Pak f + g / g(f ) = f (x 1, x 2,..., x n). ε f = f (x 1, x 2,..., x n)/ + / ε 1 + / ε 2 +... + / ε n + R 2. x 1 x 2 x n Modifikovaná varianta zákona hromadění skutečných chyb Použití: kosínová věta ε f = 1 / g c = a 2 + b 2... ε c = 1 2 (...) 1/2 ε a +... n i=1 c 2 = a 2 + b 2... ε c = 1 [(2a +...)εa +... 2c / ε i. (12) x i Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a17 kartogra / 27

Zákon hromadění skutečných chyb 16. Obrácená úloha Určení skutečných chyb argumentů tak, aby chyba funkce nepřekročila za danou hodnotu. Chyby vstupních hodnot opět nezávislé. Rovnice o více proměnných, lze řešit pouze při stanovení vhodných počátečních podmínek. Dána: Funkce f n proměnných x 1, x 2,..., x n, diferencovatelná, spojitá y = f (x 1, x 2,..., x n). Chyba funkce ε f. Hledáme: Chyby argumentů ε 1, ε 2,..., ε n. Dvě základní varianty: Princip stejného vlivu, Rovnost odhadu absolutních chyb. Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a18 kartogra / 27

Zákon hromadění skutečných chyb 17. Princip stejného vlivu Platí ε f = / x 1 ε 1 + / ε 2 +... + / ε n x 2 x n Podmínka: jednotlivé členy rozvoje se uplatní stejnou hodnotou / ε 1 = / ε 2 =... = / ε n. x 1 x 2 x n Pak Výsledný vztah ε f = n / ε i. x i ε i = ε f n x i /. (13) V některých případech nelze použít, příliš vysoké požadavky přesnosti na argumenty. Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a19 kartogra / 27

Zákon hromadění skutečných chyb 18. Rovnost odhadu absolutních chyb Předpokládáme, že všechny argumenty mají být určeny se stejnou hodnotou skutečné chyby. Vliv jednotlivých členů bude různý. Podmínka ε 1 = ε 2 =... = ε n = ε. Pak Výsledný vztah ε f = ε( / + / x 1 x 2 n / ε f = ε x i i=1 ε =. n i=1 ε f x i / +... + / ). x n. (14) Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a2 kartogra / 27

Zákon hromadění středních chyb 19. Zákon hromadění středních chyb Skutečné chyby v praxi nebývají, na rozdíl od středních chyb, známy. Předpoklady: Sudé rozdělení pravděpodobnosti, E(ε i ) = Chyby jsou vzájemně nezávislé. Funkce jsou spojité a diferencovatelné. Dána: Funkce f n proměnných x 1, x 2,..., x n, diferencovatelná, spojitá y = f (x 1, x 2,..., x n). Vstupní chyby argumentů m 1, m 2,..., m n. Hledáme: Chybu funkce m f. Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a21 kartogra / 27

Zákon hromadění středních chyb 2. Odvození zákona hromadění středních chyb (1/2) Vyjdeme ze vztahu ε f = Umocníme na druhou a přeuspořádáme / ε 1 + / ε 2 +... + / ε n. x 1 x 2 x n ε f ε f = ( / ) 2 ( / ) 2 ( / ) ε 1 + ε 2 +... + ε n + 2 x 1 x 2 x n +2 / / / ε 1 ε 2... ε n +... x 1 x 2 x n Aplikujeme E E(ε f ε f ) = E [ ( / x 1 / 2E( x 1 ) ] 2 ε 1 + E / ε 1 )E( x 2 [ ( / ) ] [ 2 ( / ε 2 +... + E x 2 x n ε 2 )...E( / ε n) +... x n ) ] 2 ε n Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a22 kartogra / 27

Zákon hromadění středních chyb 21. Odvození zákona hromadění středních chyb (2/2) Platí Všechny smíšené členy vypadnou. Pak ( / m 2 f = x 1 m 2 i = E(ε 2 i ) E(ε i ) =. ) 2 ( / ) 2 ( / ) 2 m 1 + m 2 +... + m n +. x 2 x n Zákon hromadění středních chyb m 2 f = n ( / i=1 x i m i ) 2 (15) Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a23 kartogra / 27

Zákon hromadění středních chyb 22. Varianta: levá strana také funkcí (1/2) Složitější případ, levá strana vztahu též funkcí Pak g(f ) = f (x 1, x 2,..., x n). ( / ) g 2 ε f = ( / ) 2 ( / ) 2 ( / ) ε 1 + ε 2 +... + ε n + x 1 x 2 x n +2 / / / ε 1 ε 2... ε n +... x 1 x 2 x n Aplikace střední hodnoty E [ ( / ) ] g 2 ε f = E [ ( / x 1 / +2E( x 1 ) ] 2 ε 1 + E ε 1 )E( x 2 [ ( / ) ] [ 2 ( / ε 2 +... + E x 2 x n / ε 2 )...E( / ε n) +... x n ) ε n Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a24 kartogra / 27

Zákon hromadění středních chyb 23. Varianta: levá strana také funkcí (2/2) Pak m 2 f ( / ) g 2 ε f = ( / ) 2 ( / m 1 + x 1 x 2 ( / ) 2... + m n. x n m 2 ) 2 +... Modifikovaná varianta zákona hromadění středních chyb m 2 f = ( g 1 n ( / / ) 2 ε x i f i=1 m i ) 2 (16) Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a25 kartogra / 27

Zákon hromadění středních chyb 24. Obrácená úloha Určení skutečných chyb argumentů tak, aby chyba funkce nepřekročila za danou hodnotu. Dána: Funkce f n proměnných x 1, x 2,..., x n, diferencovatelná, spojitá y = f (x 1, x 2,..., x n). Chyba funkce m f. Hledáme: Chyby argumentů m 1, m 2,..., m n. Dvě základní varianty: Princip stejného vlivu, Rovnost odhadu absolutních chyb. Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a26 kartogra / 27

Zákon hromadění středních chyb 25. Princip stejného vlivu Jednotlivé členy mají stejný vliv ( / x 1 ) 2 ( / m 1 = x 2 ) 2 ( / m 2 = x n m n ) 2 Pak Výsledný vztah ( / ) 2 m 2 f = n m i x i m i = m f. (17) n x i / Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz (PřírodovědeckáZákony fakultahromadění Univerzity Karlovy chyb. v Praze, Katedra aplikované geoinformatiky a27 kartogra / 27