Презентация Модель множественной линейной регрессии Вопросы 1. Задача построения множественной линейной регрессии. 2. Оценка кач

Содержание

Слайд 2

1. В общем случае зависимая переменная у может быть функцией нескольких

1. В общем случае зависимая переменная у может быть функцией

нескольких переменных: х1, х2, …, хm.
В каждом наблюдении (i) получают совокупность значений независимой переменной: хi1, xi2 ,…, xim и совокупность значений зависимой переменной уi. Итак, допустим,
yi = α1xi1 + α2xi2 +…+αmxim + εi. (1)
Слайд 3

Введем матричные обозначения. Пусть {αj}, j = 1,…, m – вектор

Введем матричные обозначения.
Пусть {αj}, j = 1,…, m – вектор неизвестных

параметров; Y = {yi}, i =1,...,n
- вектор зависимой переменной; X = (xij) – матрица независимых переменных размером nm; ε = {εi}- вектор ошибок.
Тогда линейная модель (1) перепишется в виде
Y = Xα + ε (2)
Слайд 4

Относительно ошибок ε сделаем следующие предположения: 1) возмущение ε является случайной

Относительно ошибок ε сделаем следующие предположения:
1) возмущение ε является случайной величиной;
2)

М(ε) = 0;
3) Д(ε) = const;
4) последовательные значения ε не зависят друг от друга;
5) матрица Х состоит из линейно-независимых векторов-столбцов.
Слайд 5

Последнее обстоятельство эквивалентно тому, что ранг матрицы Х равен m, а

Последнее обстоятельство эквивалентно тому, что ранг матрицы Х равен m, а

это, в свою очередь, означает, что |X′X| ≠ 0, т.е. матрица X′X обратима (X′ - транспонированная для Х).
Матрица Х не содержит ошибок.
Слайд 6

Оценку выражения (1), полученную по выборочным данным, запишем в виде yi

Оценку выражения (1), полученную по выборочным данным, запишем в виде
yi =

a1xi1 + a2xi2 + … + amxim + ei (3)
или в матричном виде Y = Xa + e.
Сумму квадратов отклонений теперь можно определить как
Q = Σei2 = e′e = (Y – Xa)′ (Y – Xa) =
= Y′Y - a′X′Y - Y′Xa + a′X′Xa.
Так как a′X′Y = Y′Xa, то
Q = Y′Y - 2a′X′Y + X′Xa2 (4).
Слайд 7

Продифференцируем Q по а, получим Оценку а, найденную по формуле (5), будем называть оценкой МНК.

Продифференцируем Q по а, получим
Оценку а, найденную по формуле (5), будем

называть оценкой МНК.
Слайд 8

Таким образом, для определения вектора а необходимо по данным наблюдений найти

Таким образом, для определения вектора а необходимо по данным наблюдений найти

матрицу, обратную к матрице Х′X, и вектор Х′Y:
Слайд 9


Слайд 10

Обычно предполагается, что уравнение регрессии имеет свободный член, т.е. а0. Чтобы

Обычно предполагается, что уравнение регрессии имеет свободный член, т.е. а0. Чтобы

получить оценку этого параметра, расширим матрицу (6), введя в нее переменную Хi0 = 1.
Слайд 11

Тогда матрицу Х в развернутом виде можно записать так:

Тогда матрицу Х в развернутом виде можно записать так:

Слайд 12

Тогда

Тогда

Слайд 13

И

И

Слайд 14

В частном случае, когда m=2, имеем

В частном случае, когда m=2, имеем

Слайд 15

Условный пример

Условный пример

Слайд 16

Таким образом,

Таким образом,

Слайд 17

Слайд 18

Далее

Далее

Слайд 19

Замечание Матрицу X′X и вектор X′Y можно получить и по формулам

Замечание

Матрицу X′X и вектор X′Y можно получить и по формулам (8)

и (9), предварительно подсчитав необходимые суммы:
Результат, естественно, будет одинаковым.
Слайд 20

Определив X′X и X′Y, находим а: а = (X′X)-1X′Y = Таким образом, искомое уравнение

Определив X′X и X′Y, находим а:
а = (X′X)-1X′Y =
Таким образом,

искомое уравнение
Слайд 21

Приведем рассчитанные по данному уравнению регрессии значения независимой переменной (уi) и соответствующие ошибки (еi):

Приведем рассчитанные по данному уравнению регрессии значения независимой переменной (уi) и

соответствующие ошибки (еi):
Слайд 22

Имеем:

Имеем: