Например, имеются три экспериментальные точки, не лежащие на одной прямой. Соединим каждую пару точек прямыми. По наклону этих прямых нельзя сказать, какой наклон имеет искомая прямая.
Не поняла: все-таки лежащие или не лежащие на одной прямой? Или это надо понимать так, что экспериментальные не лежат, а истинные лежат?
А то, что есть погрешность - это понятно. Например, берем три точки, для каждой пары ищем угол наклона прямой (это лучше, чем угловой коэффициент). Получили. скажем, углы

. Хоть знаки и разные, видно, что углы близкие. Можно все три очки относить к одной прямой.
А уж когда мы выделили точки, предположительно лежащие на одной прямой, найти ее параметры несложно (прямая регрессии).
Но, конечно, точки могут лежать и на параллельных прямых, так что надо учитывать второй параметр. Можно взять свободный член, но более естественно выбрать какой-нибудь инвариантный признак, например, расстояние от начала координат. И классифицировать пары по обоим.
Тут другая проблема: отношение может получиться нетранзитивным. В том смысле, что пары

и

оказались в одном множестве пар, а пара

- в другом. Так что обычные методы кластеризации не подойдут, надо придумывать что-то под задачу.
-- 12.01.2015, 11:53 --В задаче нечётко определены прямые.
К сожалению, это недостаток многих задач на разбиение (кластеризацию). Не всегда удается построить удовлетворительную формализацию условия (например, в виде целевой функции). Так что в этих задачах не только методы решения, но и сами постановки эвристические.