home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #20 / NN_1992_20.iso / spool / sci / math / stat / 1843 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-09-09  |  3.7 KB  |  75 lines

  1. Newsgroups: sci.math.stat
  2. Path: sparky!uunet!cs.utexas.edu!qt.cs.utexas.edu!yale.edu!spool.mu.edu!umn.edu!thompson
  3. From: thompson@atlas.socsci.umn.edu (T. Scott Thompson)
  4. Subject: Re: Least Square Errors
  5. Message-ID: <thompson.716095751@daphne.socsci.umn.edu>
  6. Sender: news@news2.cis.umn.edu (Usenet News Administration)
  7. Nntp-Posting-Host: daphne.socsci.umn.edu
  8. Reply-To: thompson@atlas.socsci.umn.edu
  9. Organization: Economics Department, University of Minnesota
  10. References: <1992Sep9.150541.15735@cbfsb.cb.att.com>
  11. Date: Thu, 10 Sep 1992 03:29:11 GMT
  12. Lines: 61
  13.  
  14. rizzo@cbnewsf.cb.att.com (anthony.r.rizzo) writes:
  15.  
  16. >This is probably something that's a piece of cake for all you
  17. >stat-pros out there, but for a mere engineer the question requires
  18. >some thought and, possibly, some help.
  19.  
  20. Such problems always require thought, even for stat "pros".
  21.  
  22. >I have experimental data, a calibration curve of sorts, for the
  23. >thermal output of a strain gauge.  I've fitted a 4th degree polynomial
  24. >to the data, by the method of least square errors, and I'm using
  25. >the polynomial to correct strain gauge readings taken at various
  26. >temperatures.  My quandary is that the polynomial does not pass
  27. >through the one point of which I'm dead certain, (20,0).  The instrument
  28. >with which the data were collected was zeroed at 20 C.  So, the
  29. >curve, ideally, should pass through (20,0). 
  30.  
  31. To answer a question like this you must really think about why you
  32. think there are errors in the data to begin with.  You have already
  33. done some of this since you tell us that you are "dead certain" that
  34. (20,0) is on the curve.  But least squares (or constrained least
  35. squares) implicitly assumes that all of the other errors have equal
  36. variance.  Given your description of the problem I suspect that it
  37. might be more reasonable to assume that points that are close to the
  38. "zeroing" point would have smaller errors than points that are far
  39. away.
  40.  
  41. If this is the case, then you should consider weighting observations
  42. taken at temperatures close to 20 C more heavily than observations
  43. elsewhere in whatever statistical procedure you employ.  (However,
  44. going overboard in this respect exposes you to excessive dependence on
  45. just a few of the observations.)
  46.  
  47. On the other hand, you should ask yourself why you are dead certain
  48. that the true curve goes through (20,0).  You seem to be implicitly
  49. assuming that there were no measurement errors present either in the
  50. strain gauge reading or in the calibration instrument when you did the
  51. zeroing.
  52.  
  53. >Two options are available to me.  First, I can simply change the
  54. >value of the constant term in my polynomial, so as to shift
  55. >the curve up or down by the required amount.  But this will give
  56. >me a new curve that DOES NOT minimize the squares of the errors.
  57. >Second, I can re-derive the equations such that the fitted curve
  58. >is CONSTRAINED to pass through (20,0).  (This would not be unlike
  59. >the application of boundary conditions by the theoretical method
  60. >in finite element problems.)  Doing so should insure that
  61. >the curve pass through (20,0), while still giving me coefficients
  62. >that minimize the square of the errors.  Now my questions:  
  63.  
  64. Certainly there are other possibilities.  Option (1) is equivalent to
  65. assuming that (a) there is no measurement error at (20,0) and (b)
  66. there is a constant bias in the errors for all of the other
  67. observations.  Option (2) implicitly assumes that (a) there is no
  68. measurement error at (20,0) and (c) all of the other observations have
  69. error that is unbiased and of equal variance.  It is not clear to me
  70. that any of the assumptions (a), (b) or (c) is reasonable.
  71. --
  72. T. Scott Thompson              email:  thompson@atlas.socsci.umn.edu
  73. Department of Economics        phone:  (612) 625-0119
  74. University of Minnesota        fax:    (612) 624-0209
  75.