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误差理论与数据处理版课后习题答案完整版

《误差理论与数据处理》(第六版)完整版第一章 绪论1-5 测得某三角块的三个角度之和为180o00’02”,试求测量的绝对误差和相对误差 解:绝对误差等于: 相对误差等于:1-8在测量某一长度时,读数值为2.31m ,其最大绝对误差为20m μ,试求其最大相对误差。
%108.66 %1002.311020 100%maxmax 4-6-⨯=⨯⨯=⨯=测得值绝对误差相对误差1-10检定2.5级(即引用误差为2.5%)的全量程为100V 的电压表,发现50V 刻度点的示值误差2V 为最大误差,问该电压表是否合格?%5.22%100%1002100%<=⨯=⨯=测量范围上限某量程最大示值误差最大引用误差该电压表合格1-12用两种方法分别测量L1=50mm ,L2=80mm 。
测得值各为50.004mm ,80.006mm 。
试评定两种方法测量精度的高低。
相对误差L 1:50mm 0.008%100%5050004.501=⨯-=IL 2:80mm 0.0075%100%8080006.802=⨯-=I 21I I > 所以L 2=80mm 方法测量精度高。
21802000180''=-'''o o %000031.010*********.00648002066018021802≈=''''''⨯⨯''=''=o1-13 多级弹导火箭的射程为10000km 时,其射击偏离预定点不超过0.lkm ,优秀射手能在距离50m 远处准确地射中直径为2cm 的靶心,试评述哪一个射击精度高? 解:射手的相对误差为:多级火箭的射击精度高。
1-14若用两种测量方法测量某零件的长度L1=110mm ,其测量误差分别为m μ11±和m μ9±;而用第三种测量方法测量另一零件的长度L2=150mm 。
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12014年3月理化检测中心培训考试试题(误差理论与数据处理)一、判断下列各题,正确的在题后括号内打 “√”,错的打“╳”。
(每小题2分,共10分)1.研究误差的意义之一就是为了正确地组织实验过程,合理设计仪器或选用仪器和测量方法,以便在最经济的条件下,得到理想结果。
( √ ) 2.相对误差严格地可以表示为:相对误差=(测得值-真值)/平均值。
( ╳ )3.标准量具不存在误差。
( ╳ )4.精密度反映了测量误差的大小。
( ╳ )5.粗大误差是随机误差和系统误差之和。
( ╳ )6.系统误差就是在测量的过程中始终不变的误差。
( ╳ )7.计算标准差时,贝塞尔公式和最大误差法的计算公式完全等价。
( ╳ )8.极限误差就是指在测量中,所有的测量列中的任一误差值都不会超过此极限误差。
( ╳ )9.测量不确定度,表达了测量结果的分散性。
( √ )10.随机误差可以修正,然后消除。
( ╳ )二、填空题(每空1分,共40分)1.测量相对误差越小,则测量的精度就越___高__。
2.测量精确度越高,则测量误差越 小 。
3.在测量中σ越大,则测量精度越 低__。
4.在某一测量系统中存在着不变系统误差,为了消除此系统误差的修正值为0.003mm ,则此不变系统误差为-0.003mm _。
5.在某一测量系统中存在着测量误差,且没有办法修正,则此误差可能是__未定系统__误差或随机误差。
6.245.67+4.591≈__250.26__。
7.25.626×1.06≈ 27.16 。
8.测量直径为50mm 的a 和直径为30mm 的b ,a 的相对测量误差为0.021,b 的相对测量误差为0.022,则_ a 的_测量精度较高。
9.有a 、b 两次测量,a 测量的绝对误差是0.2mm ,相对误差为0.003,b 测量的绝对误差是0.3mm ,相对误差为0.002,这两个测量中精度较高的是b 测量。
10.精确度与精密度的关系是:精确度越高,则精密度__高___。
第一章__误差和数据处理习题解答_Microsoft_Word_文档

第一章 误差和数据处理习题解答1、指出下列情况属于随机误差还是系统误差: (1)视差;(2)天平零点漂移; (3)千分尺零点不准; (4)照相底版收缩;(5)水银温度计毛细管不均匀;(6)电表的接入误差。
解:(1)忽左忽右,属随机误差;(2)往单方向漂移属系统误差;随机漂移属随机误差; (3)属系统误差,应作零点修正; (4)属系统误差; (5)按随机误差处理;(6)属系统误差,可作修正。
2、说明以下因素的系统误差将使测量结果偏大还是偏小: (1)米尺因低温而收缩; (2)千分尺零点为正值; (3)测密度铁块内有砂眼;(4)单摆公式测重力加速度,没考虑θ≠0; (5)安培表的分流电阻因温度升高而变大。
解:(1)使结果偏大;(2)使结果偏大,属系统误差,修正时应减去这正零点值; (3)使密度值偏小; (4)使结果偏小:当θ≠0时,单摆公式为: )2sin 411(220θπ+=g l T 或22202)2sin 1(4θπ+=T l g若用θ=0的20204T l g π=近似,结果偏小;(5)分流电阻变大,分流变小,使结果偏大。
3、用物理天平(仪∆=0.020g )称一物体的质量m ,共称5次,结果分别为36.127g 、36.122g 、36.121g 、36.120g 和36.125g 。
试求这些数据的平均值、绝对不确定度和相对不确定度。
解:36.12736.12236.12136.12036.12536.12336.12306m g +++++==m S =0.0026g ,说明:平均值的有效数字比测量值多了一位,这是由于经多次测量随机误差减小的缘故,是正常、合理的。
(未考虑天平的仪器误差)。
已知:仪∆=0.020g ,0.020u g ==∴ (36.1230.020)m m u g =±=±。
相对误差100%0.06%rm u u m=⨯≅。
说明:①本题测量的随机误差大大小于天平的仪器误差,故实际上可写成u B ≈Δ仪; ②本题的S m 最好用计算器的统计计算功能计算;③相对误差必须以%为单位,不能写成0.0006,更不能写成0.0006g 。
《误差理论与数据处理》习题2及解答

x
=
1 5
8 i =1
xi
= 168.488 (mA)
2
n
∑ ②计算标准差:用贝塞尔公式计算:σ =
νi2
i =1
=
0.02708 = 0.0823 ( mA )
n −1
5 −1
n
∑νi
[若用别捷尔斯法计算:σ = 1.253× i=1
= 1.253× 0.332 = 0.0930 ]
n(n −1)
26.2022
7
20.2023
8
26.2025
9
26.2026
10
26.2022
0.0005 0.0008 0.0008 0.0005 0.0006 0.0002 0.0003 0.0005 0.0006 0.0002
∑ x = x0 + ∆x0 = 26.2025
∆x0
=
1 10
10
∆xi
i =1
1
∑ 或依算术平均值计算公式,n=8,直接求得:
x
=
1 8
8 i =1
xi
=
236.43 (g)
n
∑ ②计算标准差:用贝塞尔公式计算:σ =
νi2
i =1
=
0.0251 = 0.0599 ( g )
n −1
8 −1
2-3. 用别捷尔斯法、极差法和最大误差法计算习题 2-2 的标准差,并比较之。
【解】(1) 用别捷尔斯法计算
0 1×10-8 9×10-8 4×10-8
0 1×10-8 9×10-8
10
∑ν
2 i
=
42 ×10−8
i =1
5
误差理论与数据处理--课后答案

《误差理论与数据处理》练习题参-考-答-案第一章 绪论1-5 测得某三角块的三个角度之和为180o00’02”,试求测量的绝对误差和相对误差 解:绝对误差等于: 相对误差等于:1-8在测量某一长度时,读数值为2.31m ,其最大绝对误差为20m μ,试求其最大相对误差。
%108.66 %1002.311020 100%maxmax 4-6-⨯=⨯⨯=⨯=测得值绝对误差相对误差1-10 检定2.5级(即引用误差为2.5%)的全量程为l00V 的电压表,发现50V 刻度点的示值误差2V 为最大误差,问该电表是否合格? 解:依题意,该电压表的示值误差为 2V由此求出该电表的引用相对误差为 2/100=2% 因为 2%<2.5% 所以,该电表合格。
1-12用两种方法分别测量L 1=50mm ,L 2=80mm 。
测得值各为50.004mm ,80.006mm 。
试评定两种方法测量精度的高低。
相对误差L 1:50mm 0.008%100%5050004.501=⨯-=I L 2:80mm 0.0075%100%8080006.802=⨯-=I 21I I > 所以L 2=80mm 方法测量精度高。
1-13 多级弹导火箭的射程为10000km 时,其射击偏离预定点不超过0.lkm ,优秀射手能在距离50m 远处准确地射中直径为2cm 的靶心,试评述哪一个射击精度高?21802000180''=-'''o o %000031.010*********.00648002066018021802≈=''''''⨯⨯''=''=o解:多级火箭的相对误差为:射手的相对误差为:多级火箭的射击精度高。
第二章 误差的基本性质与处理2-6 测量某电路电流共5次,测得数据(单位为mA)为168.41,168.54,168.59,168.40, 168.50。
《误差理论与数据处理》习题3及解答》

I 1 = C tan ϕ1 = 5.031 × 10 −7 tan 6 o17 ' = 5.54 × 10 −8 (A)
相应的极限误差为:
Cδ limϕ1 5.031 × 10 −7 × [±1 × π (180 × 60)] δ lim I 1 = = = ±1.481 × 10 −10 (A) 2 o ' 2 cos ϕ1 cos 6 17
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第三章
误差的合成与分配
习题及参考答案
3-1 相对测量时需用 54.255mm 的量块组做标准件,量块组由四块量块研合而成,它们的基本尺 寸为: l1 = 40mm, l2 = 12mm, l3 = 1.25mm, l4 = 1.005mm 。经测量,它们的尺寸偏差及其测量 极限误差分别为: ∆l1 = −0.7 µ m, ∆l2 = +0.5µ m, ∆l3 = −0.3µ m , ∆l4 = +0.1µ m ,
∆L = ∆l1 + ∆l 2 + ∆l 3 + ∆l 4 = −0.7 + 0.5 − 0.3 + 0.1 = −0.4 ( µm)
所以,量块组按基本尺寸使用时的修正值 E 为: E = −∆L = −(−0.4) = 0.4 (µm) 量块组按基本尺寸使用时的测量误差(系统极限误差)为:
δ lim L = ± δ lim 2 l1 + δ lim 2 l 2 + δ lim 2 l3 + δ lim 2 l 4 = ± 0.35 2 + 0.25 2 + 0.20 2 + 0.2 2 = ±0.515 (µm)
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) 7.随机误差的合成方法是方和根。
) 8.测量不确定度是无符号的参数,用标准差或标准差的倍数,或置信区间的半宽表示。
) 9.用不同的计算方法得到的标准不确定度 A 类评定的自由度相同。
) 10.以标准差表示的不确定度称为展伸不确定度。
0.001 0.0015
2
1.707
2
5.测量不确定度与误差的区别是什么? 答:(1)测量不确定度是一个无正负的参数,用标准差或标准差的倍数表示。误差则可正可负,其 值为测量结果减去被测量的真值。 (2)测量不确定度表示测量值的分散性。误差表明测量结果偏离真值的大小及方向。 (3)测量不确定度受人们对被测量、影响量及测量过程的认识程度影响。误差是客观存在的,不以 人的认识程度而改变。 (4)测量不确定度可由人们根据实验、资料、经验等信息进行评定,可以定量确定。由于真值未知, 误差往往不能准确得,只有用约定真值代替真值时,才可以得到误差的估计值。 (5)评定不确定度各分量时,一般不必区分其性质。误差按性质分为随机误差和系统误差。 (6)不能用不确定度对测量结果进行修正,对已修正的测量结果进行不确定度评定时应考虑修正不 完善而引入的不确定度。
8.某一单次测量列的极限误差 lim 0.06mm ,若置信系数为 3,则该次测量的标准差 0.02mm
。
9.对某一几何量进行了两组不等精度测量,已知 x1 0.05mm , x2 0.04mm ,则测量结果中各组
的权之比为 16:25 。 10.对某次测量来说,其算术平均值为 15.1253,合成标准不确定度为 0.015,若要求不确定度保留两
3V 100V 100% 3% 2.5%
因此,该电压表不合格。
误差理论与数据处理答案完整版

误差理论与数据处理答案HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】《误差理论与数据处理》第一章 绪论1-1.研究误差的意义是什么?简述误差理论的主要内容。
答: 研究误差的意义为:(1)正确认识误差的性质,分析误差产生的原因,以消除或减小误差;(2)正确处理测量和实验数据,合理计算所得结果,以便在一定条件下得到更接近于真值的数据;(3)正确组织实验过程,合理设计仪器或选用仪器和测量方法,以便在最经济条件下,得到理想的结果。
误差理论的主要内容:误差定义、误差来源及误差分类等。
1-2.试述测量误差的定义及分类,不同种类误差的特点是什么?答:测量误差就是测的值与被测量的真值之间的差;按照误差的特点和性质,可分为系统误差、随机误差、粗大误差。
系统误差的特点是在所处测量条件下,误差的绝对值和符号保持恒定,或遵循一定的规律变化(大小和符号都按一定规律变化);随机误差的特点是在所处测量条件下,误差的绝对值和符号以不可预定方式变化;粗大误差的特点是可取性。
1-3.试述误差的绝对值和绝对误差有何异同,并举例说明。
答:(1)误差的绝对值都是正数,只是说实际尺寸和标准尺寸差别的大小数量,不反映是“大了”还是“小了”,只是差别量;绝对误差即可能是正值也可能是负值,指的是实际尺寸和标准尺寸的差值。
+多少表明大了多少,-多少表示小了多少。
(2)就测量而言,前者是指系统的误差未定但标准值确定的,后者是指系统本身标准值未定1-5 测得某三角块的三个角度之和为180o 00’02”,试求测量的绝对误差和相对误差 解:绝对误差等于: 相对误差等于:1-6.在万能测长仪上,测量某一被测件的长度为 50mm ,已知其最大绝对误差为 1μm ,试问该被测件的真实长度为多少?解: 绝对误差=测得值-真值,即: △L =L -L 0 已知:L =50,△L =1μm =,测件的真实长度L0=L -△L =50-=(mm )1-7.用二等标准活塞压力计测量某压力得 ,该压力用更准确的办法测得为,问二等标准活塞压力计测量值的误差为多少?解:在实际检定中,常把高一等级精度的仪器所测得的量值当作实际值。
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误差理论与数据处理习题习题一1.何谓量的真值?它有那些特点?实际测量中如何确定?2.比较绝对误差、相对误差和引用误差异同点?3.何谓修正值?含有误差的某一量值经过修正后能否得到真值?为什么?4.解释系统误差、随机误差和粗大误差之间的相互转化关系?5.分析求证近似数截取原则的合理性。
6.分析误差来源必须注意的事项有那些?7.用测角仪测得某矩形的四个角内角和为360°00′04″,试求测量的绝对误差和相对误差。
8.一个标称值为5g的砝码,经高一等标准砝码检定,知其误差为0.1mg,问该砝码的实际质量是多少?9.多级弹导火箭的射程为12 000km时,射击偏离预定点不超过1km。
优秀射手能在距离50m 远处准确地射中直径为2cm的靶心,试评述这两种射击的准确度。
10.设准确度s=0.1级,上限值为10A的电流表经过检定后,最大示值误差在3A处为+8mA,问此表合格否?11.已知:某电压表在测量(10~200)V范围的电压时,其相对误差为0.2%。
求该电压表分别在测量180V和60 V时的可能最大的绝对误差?思考题:1、为什么说所有的实验与测量均存在误差?2、学习本课程的意义有哪些?3、解释真值的概念4、“误差”可以说清楚吗?为什么?“四舍五入”原则存在什么缺陷、5习题二1.叙述随机误差的含义和特点。
2.为什么说正态分布是随机误差最基本的、主要的分布?它的函数式及其数字特征是什么?有那些特点?3.为什么用算术平均值作为测量结果的最佳值?4.比较真误差与残余误差的概念。
5.单次测量标准差、算术平均值标准差的物理意义是什么?它们之间的关系如何?6.最佳测量次数如何掌握?为什么?7.比较贝塞尔公式、极差法和最大误差法的优缺点。
8.叙述置信概率、显著性水平和置信区间的含义及相互之间的关系。
9.对某量进行10次等精度测量,测量结果如下:10.60,10.54,10.72,10.51,10.65,10.69,10.55,10.63,10.55,10.53求最佳估计值和算术平均值标准差。
)1(。
33.0,33.1,33.5,32.4,32.7,33.3次等精度测量,结果如下:6.对某量进行10.用计算器应用贝塞尔公式计算单次测量的标准偏差。
(2)求s的标准偏差。
x=35.341,其单次测量的标准偏差为次,得算术平均值s11.对某量等精度测量12=0.003,取a=0.01和a=0.05时,用t分布求算术平均值及其极限误差。
思考题:1、分析残余误差和真误差的异同关系。
?s的意义及之间关系?、s2、解释标准偏差σ、、xx3、确定随机误差分布的一般原则是什么?4、比较各种标准偏差求解公式的特点及适用范围。
习题三1.系统误差有哪些特征?2.系统误差和随机误差的异同点有哪些?3.对某量测量时,若残余误差和等于零,是否说明测量值就一定不含有系统误差?为什么?4.测量中发现系统误差是好事还是坏事?为什么?5.已定系统误差的不确定度为多少,为什么?6.总结系统误差的一般处理原则。
7.已知某测量系统含有恒定系统误差ε=+0.3,用该测量系统测量某物理量,得测量习题三?x,写出测量结果==20.1,取算术平均值=10.5,不确定度估计为K x1.系统误差有哪些特征?2.系统误差和随机误差的异同点有哪些?3.对某量测量时,若残余误差和等于零,是否说明测量值就一定不含有系统误差?为什么?4.测量中发现系统误差是好事还是坏事?为什么?5.已定系统误差的不确定度为多少,为什么?6.总结系统误差的一般处理原则。
7.已知某测量系统含有恒定系统误差ε=+0.3,用该测量系统测量某物理量,得测量?x=0.1,取K=2算术平均值=10.5,不确定度估计为,写出测量结果x思考题:1、“有规律”的系统误差比“无规律”的随机误差更容易处理吗?为什么?2、“系统误差也存在标准偏差”这句话正确吗?为什么?3、利用修正值对定值系统误差修正后,测量结果还存在误差吗?4、谈一谈对系统误差发现方法的评价。
习题四1.粗大误差有哪些特征?对含有粗大误差的异常值应如何处理?2.产生粗大误差的原因主要有哪几方面?怎样才能防止粗大误差的产生?3.若在同一测量列中同时有两个可疑值的残余误差的绝对值超过界限检验值,能否一次都剔除?为什么?4.用莱因达准则判别下列测得值中是否有异常值(假定测得值中不含有系统误差,且服从正态分布)?x:15.2,14.6,16.1,15.4,15.5,14.9,16.8,15.0,14.6,18.3 i5.分别取置信概率p=95%和p=99%,用格拉布斯准则判别4题测量值中是否有2a1a异常值?并比较说明两种置信概率对判别结果的影响?6.若对某物理量等精密度测量9次,得测得值x:10.01,10.05,10.11,10.10,10.12,i10.10,10.12,10.08,10.10,测得值不含有系统误差且服从正态分布。
试用狄克逊准则判别测量列中是否有异常值(取a=0.01)?思考题:用统计学判别法对测量数据中的可疑值判别时,一次判别是否可同时剔除两个异常值?为什么?习题五1.归纳总结测量误差与测量不确定度异同点及相互之间的关系。
2.不确定度是如何分类的?该分类方法的特点是什么?3.何谓自由度?不同情况下的自由度如何确定?4.覆盖因子是如何定义的?确定方法如何?5.用电子微量天平在重复性条件下测量某一标准超声源的总输出功率10次,测得值为:6.270W,6.271W,6.278W,6.274W,6.272W,6.273W,6.277W,6.295W,6.277W,6.276W。
求测量的最佳估计值和测量不确定度、置信概率p=99%。
大型作业题(二选一):1。
分析误差和测量不确定度的异同关系。
2、分析标准不确定度B类评定存在哪些缺陷习题六1.什么是等精度测量?什么是不等精度测量?2.已知某仪器测量的标准差为0.5μm。
①若用该仪器对某一轴径测量一次,得到的测量值为26.202 5mm,试写出测量结果(k=2)。
②若重复测量10次,测量值如下表所示:1 2 3 4 5 序号26.2025 26.2026 26.2025 26.2028 26.02028x/mm i10 6 9 7 8 序号26.202226.202226.2026x/mm26.202526.2023i试写出测量结果(k=2)。
③若手头无该仪器的测量标准差,②问中的测量结果为多少?(p=0.95)。
3.用某仪器测量工件尺寸,已知该仪器的标准差s=0.01mm,若要求测量结果的标准不确定度不超过0.00lmm,应测量多少次?4.对某角度a进行测量,得到两个测量结果:a ;2=k ″6.2″±36′13°24 :1.a:24°13′24″±15.0″k=3;2试计算a的最终测量结果?(k=3)5.对某玻璃棱镜的折射系数进行测定,测量数据如下表所示:试计算测量结果?(p=0.99)。
6.对某量进行测量,数据如下表所示:1 2 3 4 5 序号5.70 5.60 5.63 5.58 /mA x5.60 i0.06 0.05 0.03 s/mA 0.04 0.02 i10 6 8 7 9 序号5.65 5.67 x/mA 5.59 5.62 5.60 i0.03s/mA0.060.020.040.03i注:s为x的标准差。
ii①用式(6-17)计算测量结果?(p=0.95)②用式(6-18)计算测量结果?(p=0.95)③分析①、②的计算结果?思考题:1、分析等精度测量与不等精度测量的特点、适用范围。
2、分析单位权的意义。
习题七1.为求长方体的体积直接测量其各边长为a=18.5mm,b=32.5mm,c=22.3mm。
若它们的系统误差分别为△a=0.9mm,△b=1.1mm,△c=0.6mm,试求其体积V及其系统误差(假定各边长测量间无关)。
2.测量某电路的电流I=22.5mA,电压U=12.6V,I和U的标准差分别为s=0.5mA,I s=0.1V,试求所耗功率P=UI及合成其标准不确定度。
(设I和U互不相关)。
U3.长方体的边长分别为a、a、a,测量时:⑴实验标准差均为s;⑵实验标准差分别312为s、s、s,试求体积的合成标准不确定度。
31213??x??x22ux.已知间接测量的函数关系为y=x的相对不确定度分别为:,,xx,4112131cre32???互不相关。
试计x,,1.0%u1.5%u=8;=,=6;=,=10,xx,=2.0%312cre3221131cre算y的扩展不确定度。
,0.5μm三块量块研合在一起,5.若已知第一块量块与第二块量块的标准不确定度均为0.6μm,试求组合尺寸的合成标准不确定度。
第三块量块的标准不确定度为组测量,所得数据如下:20进行y与x.对6.试计算x与y的相关系数ρ。
xy7.已知x的标准不确定度为u、y的标准不确定度为u,它们的和z=x+y的合成标yx准不确定度为u,试求x与y的相关系数ρ。
xyc8.已知x与y的相关系数ρ=-1,令z=x+ay,若x与y的标准不确定度分别为u、xxy u,试确定函数z的合成标准不确定度u。
cy9.通过电流表的电流I与指针旋转角φ服从下列关系I=c·tanφ7-A。
今两次测得φ=6°×1011′±1′,φ5.03其中c为决定仪表结构的常数,c=21=43°32′±1′。
试求此两种情况下的I及I的值及其合成标准不确定度u。
c1210.假定从支点到重心的长度为L的单摆振动周期为T,重力加速度可由公式?L2gT?中给出。
若要求测量g的合成相对标准不确定度u(g)≤0.1%,试问1cre按等作用原则分配不确定度时,⑴u(g)的两个分量即u(g)与u(g)分别1cre1Lre1Tre为多少?⑵L和T的相对标准差是多少??实用有效的处理方法。
1、分析相关系数思考题:ij2、归纳总结最佳测量方案设计的基本思路习题八1.用最小二乘法处理测量数据有何实际意义?2.残余误差方程与测量方程有何联系与差别?3.正规方程的系数与残余误差方程的系数有何关系?4.正规方程的系数有何特征?5.算术平均值原理和加权算术平均值原理与最小二乘法原理有何关系?6.已知测量方程为3x?y?2.9??x?2y?0.9 ??9.y?1?2x3?试求x、y的最小二乘估计及其不确定度评定。
7.测得电容C=2.15μF,C=1.008μF及两电容的并联值C+C=3.12μF,试求两电2211容C、C的最小二乘估计及其实验标准差。
218.已知测量的残余误差方程为v?16.6?x?11?x?.v?42?22?x??.v?212x?213?x?v2x4.24???214.试用最小二乘法确定x、x的最佳估计量及其实验标准差。