線性回歸基礎知識

2021-07-26 21:15:49 字數 1121 閱讀 3356

理解什麼是線性回歸

線性回歸也被稱為最小二乘法回歸(linear regression, also called ordinary least-squares (ols) regression)。它的數學模型是這樣的:

y = a+ b* x+e

其中,a被稱為常數項或截距;b被稱為模型的回歸係數或斜率;e為誤差項。a和b是模型的引數。

當然,模型的引數只能從樣本資料中估計出來:

y'= a' + b'* x

我們的目標是選擇合適的引數,讓這一線性模型最好地擬合觀測值。擬合程度越高,模型越好。

模型估計出來後,我們要回答的問題是:

1. 我們的模型擬合程度如何?或者說,這個模型對因變數的解釋力如何?(r2)

2. 整個模型是否能顯著**因變數的變化?(f檢驗)

3. 每個自變數是否能顯著**因變數的變化?(t檢驗)

ssa代表由自變數x引起的y的離差平方和,即回歸平方和,代表回歸模型的解釋力;sse代表由隨機因素引起的y的離差平方和,即剩餘平方和,代表回歸模型未能解釋的部分;sst為總的離差平方和,即我們僅憑y的平均值去估計y時所產生的誤差。

用模型能夠解釋的變異除以總的變異就是模型的擬合程度:

r2=ssa/sst=1-sse

r2(r的平方)也被稱為決定係數或判定係數。

第二個問題,我們的模型是否顯著**了y的變化?

假設y與x的線性關係不明顯,那麼ssa相對sse占有較大的比例的概率則越小。換句話說,在y與x無線性關係的前提下,ssa相對sse的佔比越高的概率是越小的,這會呈現一定的概率分布。統計學家告訴我們它滿足f分布,就像這樣:

如果ssa相對sse佔比較大的情況出現了,比如根據f分布,這個值出現的概率小於5%。那麼,我們最好是拒絕y與x線性關係不顯著的原始假設,認為二者存在顯著的線性關係較為合適。

第三個問題,每個自變數是否能顯著**因變數的變化?換句話說,回歸係數是否顯著?

回歸係數的顯著性檢驗是圍繞回歸係數的抽樣分布(t分布)來進行的,推斷過程類似於整個模型的檢驗過程,不贅言。

實際上,對於只有乙個自變數的一元線性模型,模型的顯著性檢驗和回歸係數的檢驗是一致的,但對於多元線性模型來說,二者就不能等價了。

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