Quadrate (Methode der kleinsten). 18 Quadrate (Methode der kleinsten).
Quadrate (Metho
(1)
Y
l
und ausserdem:
_ V'Cz)
v
xh
(?) 4)
sjy y
t t
woraus sich ergieht, wenn man den be
liebigen positiven oder negativen Bruch
s
— — (/ setzt:
i 1
n> (y)
q y y
Es kann aber auch q eine Irrationalzahl
sein, da solche immer als Grenzwerthe
eines Bruches zu denken ist, dessen Zäh
ler und Nenner ins Unendliche wachsen.
Wenn man also irgend einen angenäher
ten Werth von dem irrationalen q in die
letzte Gleichung setzt, so bleibt sie rich
tig, und da diese Annäherung kleiner
als jede gegebene Grösse sein kann, so
ist damit die Allgemeinheit der Glei
chung
— const.
y
erwiesen, wo qy~ß gesetzt, und ß ganz
beliebig ist. Mit Rücksicht auf den Werth
von xp (y) kommt nun:
dq (y)
7-V-7- = const.
yi ('/jdy
und durch Integration:
lg '/(/) = — ci 2 y 2 + C
wo const. = 2a gesetzt wurde und C eine
neue Constante ist, also :
—a 2 y 2
q( y ) = ce
ist der Ausdruck für das Vorkommen
des Beohachtungsfehlcrs y.
So strenge diese Schlüsse sind, die
sich aus der Annahme ergeben, dass die
arithmetische Mitte der Beobachtungen
der wahrscheinlichste Werth einer zu be
stimmenden Constanten ist, so ist doch
diese Annahme eigentlich noch zu recht-
fertigen.
Die Formel
C t + C 2 "k ■ • •
f =
n
ergieht sich aus der Gleichung:
f— C t -j-f— C a + ... + f— C n — 0;
es ist also unser Satz gleichbedeutend
mit dem, dass der wahrscheinlichste Werth
der Grösse der wäre, welcher sich er-
giebt, wenn man die Summe aller Beob-
achtungsfehler gleich Null setzt. Es
mochte dieser Satz vielleicht unmittelbar
einleuchten, für den Fall, wo « = 2 ist,
denn die Formel
f-c\+r-c a = o
oder
/■_C t = -(/•-c 2 )
spricht eben nur aus, dass beide Beob-
achtungsfehler (abgesehen vom Zeichen)
gleich sind. Ist nun, wie man doch au-
nehmen kann, irgend ein Beohachtungs-
fehler der wahrscheinlichste, so ist auch
am wahrscheinlichsten, dass man einen
gleichen bei jeder der beiden Beobach
tungen gemacht habe, und da nicht an
zunehmen ist, dass beide Fehler dasselbe
Zeichen haben, da eben so gut nach einer
als nach der andern Seite eine Abwei
chung möglich ist, so sind sie mit ent
gegengesetzten Zeichen zu nehmen. In-
dess selbst diese Betrachtung findet keine
Anwendung mehr, wenn n grösser als 2
ist. Es empfiehlt sich also aus diesem
Grunde, den Werth für die Wahrschein
lichkeit des Vorkommens eines gegebe
nen Fehlers noch auf eine andere Art
ahzuleiten. Wir thun dies nach Hagen
(Grundzüge der Wahrscheinlichkeitsrech
nung, 1837). Die Schlüsse, welche der
selbe macht, sind folgende:
Jede Beobachtung besteht aus ver
schiedenen Manipulationen, und man
kann im Allgemeinen die Anzahl dersel
ben als sehr gross betrachten, um so
mehr, da jede Manipulation wieder in
andere, und zwar so viel man deren will,
zerlegt werden kann. Aus jeder dieser
Manipulationen ergieht sich ein Fehler,
der im Allgemeinen als sehr klein an
genommen werden muss ; aus der Summe
dieser vielen kleinen Fehler setzt sicli
dann der ganze Beobachtungsfehler x
zusammen. Wir nehmen an, diese un
endlich vielen kleinen Elementarfehler
seien alle unter sich gleich; cs rechtfer
tigt sich diese Annahme dadurch, dass
jede Manipulation doch wieder als aus
andern zusammengesetzt betrachtet wer
den kann. Sind also die sich aus ge
wissen Manipulationen ergebenden Feh
ler ungleich, so kann man diejenigen,
welche grössere Fehler geben, sich der
art getheilt denken, dass schliesslich die
Fehler gleich werden. Diese Gleichheit
gilt aber nur für die absoluten Werthe
der Fehler; was ihr Zeichen anbetrifft,
so nehmen wir an, dass jeder derselben
sowohl in positiver als in negativer Rich
tung einwirken könne, in der That ist
eins so gut möglich als das andere. —
Bezeichnen wir nun einen dieser Ele
mentarfehler durch q und sei 2 m die
Anzahl aller Elementarfehler; der wirk
liche Beobachtung!
dann aus den poi
q. Ist nun der I
dies nur eintreten,
fehler positiv sind;
ist dies nur möglic
pulationen positive
eine einen solchen
aber kann nach ch
Beobachtv
2 n
2 (m -
2 (m -
2 (m -
2 (ni—»
—2 (in
-2
Von dem mittlc
oder 0 an sind di«
welche die Anzah
alle symmetrisch,
den Beobachtung!
Beobach ti
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4
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Sei nun sr = x ,
ist A® der Zuwac
fehler. Zieht mai
in welchen der Fel
Zahl ab, welche £
(s-f-l)r ist, so erh