Метод найменших квадратів: Визначення методу найменших квадратів — Фінансова енциклопедія

Визначення методу найменших квадратів — Фінансова енциклопедія

Що таке метод найменших квадратів?

Метод ” найменших квадратів ” – це форма математичного регресійного аналізу, що використовується для визначення лінії, яка найкраще підходить для набору даних, забезпечуючи візуальну демонстрацію зв’язку між точками даних. Кожна точка даних представляє зв’язок між відомою незалежною змінною та невідомою залежною змінною.

Що говорить вам метод найменших квадратів?

Метод найменших квадратів забезпечує загальне обґрунтування розміщення лінії, що найкраще підходить серед досліджуваних точок даних. Найбільш поширене застосування цього методу, який іноді називають “лінійним” або “звичайним”, має на меті створити пряму лінію, яка мінімізує суму квадратів помилок, породжених результатами пов’язаних рівнянь, таких як як квадратичні залишки, що виникають внаслідок різниці у спостережуваному значенні, та очікуване значення на основі цієї моделі.

Цей метод регресійного аналізу починається з набору точок даних, які будуються на графіку осей x та y. Аналітик, використовуючи метод найменших квадратів, сформує рядок, що найкраще підходить, що пояснює потенційний зв’язок між незалежними та залежними змінними.

При регресійному аналізі залежні змінні ілюструються на вертикальній осі y, тоді як незалежні змінні – на горизонтальній осі x. Ці позначення складатимуть рівняння для лінії, що найкраще підходить, що визначається методом найменших квадратів.

На відміну від лінійної задачі, нелінійна задача найменших квадратів не має замкненого рішення і, як правило, вирішується ітерацією.Відкриття методу найменших квадратів приписується Карлу Фрідріху Гаусу, який відкрив метод у 1795 р.

Ключові винос

  • Метод найменших квадратів – це статистична процедура пошуку найкращого підходу для набору точок даних шляхом мінімізації суми зсувів або залишків точок від побудованої кривої.
  • Регресія найменших квадратів використовується для прогнозування поведінки залежних змінних.

Приклад методу найменших квадратів

Прикладом методу найменших квадратів є аналітик, який хоче перевірити взаємозв’язок між прибутковістю акцій компанії та прибутковістю індексу, складовою якого є запас. У цьому прикладі аналітик прагне перевірити залежність прибутковості акцій від прибутковості індексу. Для цього всі прибутки наносяться на діаграму. Потім прибутковість індексу позначається як незалежна змінна, а повернення запасів є залежною змінною. Лінія, що найкраще підходить, забезпечує аналітика коефіцієнтами, що пояснюють рівень залежності.

Рядок найкращого рівняння

Лінія, що найкраще підходить, визначена методом найменших квадратів, має рівняння, яке розповідає історію взаємозв’язку між точками даних. Рядок найкращих рівнянь може бути визначений за допомогою комп’ютерних програмних моделей, які включають зведення результатів для аналізу, де коефіцієнти та зведені результати пояснюють залежність змінних, що перевіряються.

Лінія регресії найменших квадратів

Якщо дані показують більш струнку залежність між двома змінними, лінія, яка найкраще відповідає цій лінійній залежності, відома як лінія регресії найменших квадратів, яка мінімізує вертикальну відстань від точок даних до лінії регресії. Термін “найменші квадрати” використовується, оскільки це найменша сума квадратів помилок, яку також називають “дисперсією”.

Питання що часто задаються

Що таке метод найменших квадратів?

Метод найменших квадратів – це математичний прийом, який дозволяє аналітикові визначити найкращий спосіб встановлення кривої поверх діаграми точок даних. Він широко використовується для полегшення інтерпретації розсіяних графіків і пов’язаний з регресійним аналізом. Вперше цю техніку розробив німецький математик Карл Фрідріх Гаус, який жив між 1777 і 1855 роками. У наші дні Метод найменших квадратів можна використовувати автоматично з використанням більшості статистичних програм.

Як використовується метод найменших квадратів у фінансах?

Метод найменших квадратів використовується у найрізноманітніших сферах, включаючи фінанси та інвестиції. Для фінансових аналітиків метод найменших квадратів може допомогти кількісно визначити взаємозв’язок між двома або більше змінними: наприклад, ціною акції акції та її прибутком на акцію (EPS). Виконуючи такий тип аналізу, інвестори можуть спробувати спрогнозувати майбутню поведінку цін на акції або інших факторів.

Який приклад методу найменших квадратів?

Для ілюстрації розглянемо випадок інвестицій, які розглядають, чи варто інвестувати в золотодобувну компанію. Інвестор може побажати, наскільки чутлива ціна акцій компанії до змін ринкової ціни на золото. Для вивчення цього інвестор міг використовувати метод найменших квадратів, щоб простежити взаємозв’язок між цими двома змінними з часом на графіку розсіювання. Цей аналіз може допомогти інвестору передбачити ступінь, до якої ціна акцій, швидше за все, зростатиме або падатиме за будь-якого збільшення чи зниження ціни на золото.

 

10.2. Метод найменших квадратів

Суть методу найменших квадратів полягає в відшуканні параметрів моделі тренда, яка краще всього описує тенденцію розвитку якого-небудь випадкового явища в часі або в просторі (тренд – це лінія, яка й характеризує тенденцію цього розвитку). Завдання методу найменших квадратів (МНК) зводиться до знаходження не просто якоїсь моделі тренда, а до знаходження кращої або оптимальної моделі. Ця модель буде оптимальною, якщо сума квадратичних відхилень між спостережуваними фактичними величинами й відповідними їм розрахунковими величинами тренда буде мінімальною (найменшою):

(10.1)

де — квадратичне відхилення між спостережуваною фактичною величиноюта відповідною їй розрахунковою величиною тренда;

— фактичне (спостережуване) значення явища, що вивчається;

— розрахункове значення моделі тренда;

— число спостережень за явищем, що вивчається .

МНК самостійно застосовується досить рідко. Як правило, частіше за всього його використовують лише як необхідний технічний прийом при кореляційних дослідженнях. Слід пам’ятати, що інформаційною основою МНК може бути тільки достовірний статистичний ряд, причому число спостережень не повинне бути менше 4-х, згладжуючі процедури МНК можуть бути помилковими.

Інструментарій МНК зводиться до наступних процедур:

Перша процедура. З’ясовується, чи існує взагалі яка-небудь тенденція зміни результативної ознаки при зміні вибраного чинника-аргументу, або іншими словами, чи є зв’язок між «

у» і «».

Друга процедура. Визначається, яка лінія (траєкторія) здатна краще всього описати або охарактеризувати цю тенденцію.

Третя процедура. Розраховуються параметри регресійного рівняння, що характеризує дану лінію, або іншими словами, визначається аналітична формула, що описує кращу модель тренда.

Приклад. Припустимо, ми маємо інформацію про середню врожайність соняшнику в досліджуваному господарстві (табл. 10.1).

Таблиця 10.1

Номер спостереження

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Роки

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

Урожайність, ц/га

14,2

15,6

17,5

14,5

15,3

17,0

16,6

17,5

15,0

17,7

Оскільки рівень технології при виробництві соняшнику в наший країні за останні 10 років практично не змінився, значить, коливання врожайності в аналізований період дуже сильно залежали від змін погодно-кліматичних умов. Чи дійсно це так?

Перша процедура МНК. Перевіряється гіпотеза про існування тенденції зміни врожайності соняшнику залежно від зміни погодно-кліматичних умов за аналізованих 10 років.

У даному прикладі за « доцільно прийняти врожайність соняшнику, а за «x» – номер спостережуваного року в аналізованому періоді. Перевірку гіпотези про існування якого-небудь взаємозв’язку між «» і «y» можна виконати двома способами: уручну й за допомогою комп’ютерних програм. Звичайно, за наявності комп’ютерної техніки дана проблема вирішується сама собою. Але, щоб краще зрозуміти інструментарій МНК доцільно виконати перевірку гіпотези про існування зв’язку між «» і «y» уручну, коли під рукою знаходяться тільки ручка та звичайний калькулятор. У таких випадках гіпотезу про існування тенденції краще за все перевірити візуальним способом за допомогою розташування графічного зображення аналізованого ряду динаміки — кореляційного поля:

Кореляційне поле в нашому прикладі розташоване навколо повільно зростаючої лінії. Це вже само по собі говорить про існування певної тенденції в зміні врожайності соняшнику. Не можна говорити про наявність якої-небудь тенденції лише тоді, коли кореляційне поле схоже на круг, коло, строго вертикальна або строго горизонтальна хмара, або ж складається з хаотично розкиданих крапок. У решті всіх випадків слід підтвердити гіпотезу про існування взаємозв’язку між «» і «y», і продовжити дослідження.

Друга процедура МНК. Визначається, яка лінія (траєкторія) здатна краще всього описати або охарактеризувати тенденцію зміни врожайності соняшнику за аналізований період.

За наявності комп’ютерної техніки підбір оптимального тренда відбувається автоматично. При «ручній» обробці вибір оптимальної функції здійснюється, як правило, візуальним способом – по розташуванню кореляційного поля. Тобто, з вигляду графіка підбирається рівняння лінії, яка краще за все підходить до емпіричного тренду (до фактичної траєкторії).

Як відомо, у природі існує величезна різноманітність функціональних залежностей, тому візуальним способом проаналізувати навіть незначну їх частину — украй скрутно.

На щастя, у реальній економічній практиці більшість взаємозв’язків достатньо точно можуть бути описані або параболою, або гіперболою, або ж прямою лінією. У зв’язку з цим, при «ручному» варіанті підбору кращої функції, можна обмежитися тільки цими трьома моделями.

Пряма:

Гіпербола:

Парабола другого порядку: :

Неважко помітити, що в нашому прикладі краще всього тенденцію зміни врожайності соняшнику за аналізованих 10 років характеризує пряма лінія, тому рівнянням регресії буде рівняння прямої.

Третя процедура. Розраховуються параметри регресійного рівняння, що характеризує дану лінію, або іншими словами, визначається аналітична формула, що описує кращу модель тренда.

Знаходження значень параметрів рівняння регресії, у нашому випадку параметрів і , є серцевиною МНК. Даний процес зводиться до вирішення системи нормальних рівнянь.

(10.2)

Ця система рівнянь досить легко вирішується методом Гауса. Нагадаємо, що в результаті рішення, у нашому прикладі, знаходяться значення параметрів і. Таким чином, знайдене рівняння регресії матиме наступний вигляд:

У лінійному рівнянні параметр –коефіцієнт регресії указує, на скільки одиниць у середньому зміниться із зміноюна одиницю. Він має одиницю вимірювання результативної ознаки. У разі прямого зв’язку– величина позитивна, а при зворотному – негативна. Параметр– вільний член рівняння регресії, тобто це значенняпри. Якщоне набуває нульових значень, цей параметр має лише розрахункове призначення.

Приведемо також системи нормальних рівнянь для відшукування параметрів нелінійних рівнянь.

Таблиця 10.2

Форма зв’язку

Рівняння зв’язку

Система нормальних рівнянь

параболічна

гіперболічна

Слід пам’ятати, що при зміні хоч би одного значення вхідних даних (пари значень або одного з них) усі коефіцієнти змінять у загальному випадку свої значення, тому що вони повністю визначаються вхідними даними.

Тому при повторній апроксимації з декількома зміненими даними буде отримана інша апроксимуюча функція з іншими коефіцієнтами.

страница не найдена — Колледж Уильямс

’62 Центр театра и танца, ’62 Центр
Касса 597-2425
Магазин костюмов 597-3373
Менеджер мероприятий/помощник менеджера 597-4808 597-4815 факс
Производство 597-4474 факс
Магазин сцен 597-2439
’68 Центр изучения карьеры, Мирс 597-2311 597-4078 факс
Академические ресурсы, Парески 597-4672 597-4959 факс
Служба поддержки инвалидов, Парески 597-4672
Приемная, Уэстон Холл 597-2211 597-4052 факс
Позитивные действия, Хопкинс Холл 597-4376
Африканские исследования, Холландер 597-2242 597-4222 факс
Американские исследования, Шапиро 597-2074 597-4620 факс
Антропология и социология, Холландер 597-2076 597-4305 факс
Архив и специальные коллекции, Sawyer 597-4200 597-2929 факс
Читальный зал 597-4200
Искусство (История, Студия), Spencer Studio Art/Lawrence 597-3578 597-3693 факс
Архитектурная студия, Spencer Studio Art 597-3134
Студия фотографии, Spencer Studio Art 597-2030
Студия печати, Spencer Studio Art 597-2496
Скульптурная студия, Spencer Studio Art 597-3101
Senior Studio, Spencer Studio Art 597-3224
Видео/фотостудия, Spencer Studio Art 597-3193
Азиатские исследования, Голландия 597-2391 597-3028 факс
Астрономия/астрофизика, Физика Томпсона 597-2482 597-3200 факс
Отделение легкой атлетики, физического воспитания, отдыха, Ласелл 597-2366 597-4272 факс
Спортивный директор 597-3511
Лодочная пристань, озеро Онота 443-9851
Вагоны 597-2366
Фитнес-центр 597-3182
Хоккейный каток Ice Line, Lansing Chapman 597-2433
Очные, Спортивный центр Чендлера 597-3321
Физкультура 597-2141
Влажная линия бассейна, Спортивный центр Чандлера 597-2419
Информация о спорте, Хопкинс-холл 597-4982 597-4158 факс
Спортивная медицина 597-2493 597-3052 факс
Корты для сквоша 597-2485
Поле для гольфа Taconic 458-3997
Биохимия и молекулярная биология, Биология Томпсона 597-2126
Биоинформатика, геномика и протеомика, Бронфман 597-2124
Биология, Биология Томпсона 597-2126 597-3495 факс
Безопасность и безопасность кампуса, Хопкинс-холл 597-4444 597-3512 факс
Карты доступа/Системы сигнализации 597-4970/4033
Служба сопровождения, Хопкинс Холл 597-4400
Офицеры и диспетчеры 597-4444
Секретарь, удостоверения личности 597-4343
Распределительный щит 597-3131
Центр развития творческого сообщества, 66 Stetson Court 884-0093
Центр экономики развития, 1065 Main St 597-2148 597-4076 факс
Компьютерный зал 597-2522
Вестибюль 597-4383
Центр экологических исследований, выпуск 1966 г. Экологический центр 597-2346 597-3489 факс
Лаборатория наук об окружающей среде, Морли 597-2380
Экологические исследования 597-2346
Лаборатория ГИС 597-3183
Центр иностранных языков, литературы и культуры, Голландия 597-2391 597-3028 факс
Арабистика, Голландия 597-2391 597-3028 факс
Сравнительная литература, Hollander 597-2391
Critical Languages, Hollander 597-2391 597-3028 факс
Лингвистическая лаборатория 597-3260
Русский, голландский 597-2391
Центр обучения в действии, Brooks House 597-4588 597-3090 факс
Библиотека редких книг Чапина, Сойер 597-2462 597-2929 факс
Читальный зал 597-4200
Офис капелланов, Парески 597-2483 597-3955 факс
Еврейский религиозный центр, Stetson Court 24 597-2483
Мусульманская молитвенная комната, часовня Томпсона (нижний уровень) 597-2483
Католическая часовня Ньюмана, часовня Томпсона (нижний уровень) 597-2483
Химия, Томпсон Химия 597-2323 597-4150 факс
Классика (греческая и латинская), голландская 597-2242 597-4222 факс
Когнитивные науки, Бронфман 597-4594
Колледж Маршал, Физика Томпсона 597-2008
Отношения с колледжами 597-4057
25-я программа воссоединения, Фогт 597-4208 597-4039 факс
50-я программа воссоединения, Фогт 597-4284 597-4039 факс
Операции по развитию, Мирс Уэст 597-4154 597-4333 факс
Мероприятия для выпускников, Vogt 597-4146 597-4548 факс
Фонд выпускников 597-4153 597-4036 факс
Отношения с выпускниками, Мирс Уэст 597-4151 597-4178 факс
Почтовые службы для выпускников и разработчиков, Mears West 597-4369
Развитие, Фогт 597-4256
Отношения с донорами, Фогт 597-3234 597-4039 факс
Отдел планирования подарков, Фогт 597-3538 597-4039 факс
Офис грантов, Мирс-Уэст 597-4025 597-4333 факс
Программа крупных подарков, Vogt 597-4256 597-4548 факс
Родительский фонд, фогт 597-4357 597-4036 факс
Prospect Management & Research, Mears 597-4119 597-4178 факс
Начало и академические мероприятия, Jesup 597-2347 597-4435 факс
Коммуникации, Хопкинс Холл 597-4277 597-4158 факс
Информация о спорте, Хопкинс-холл 597-4982 597-4158 факс
Веб-группа, Southworth Schoolhouse
Williams Magazines (ранее Alumni Review), Hopkins Hall 597-4278
Информатика, Химия Томпсона 597-3218 597-4250 факс
Конференции и мероприятия, Парески 597-2591 597-4748 факс
Справки о доме на дереве вяза, ферма Маунт-Хоуп 597-2591
Офис диспетчера, Хопкинс-холл 597-4412 597-4404 факс
Кредиторская задолженность и ввод данных, Hopkins Hall 597-4453
Касса и кассовые чеки, Hopkins Hall 597-4396
Финансовые информационные системы, Хопкинс-холл 597-4023
Карточки для покупок, Хопкинс Холл 597-4413
Студенческие кредиты, Hopkins Hall 597-4683
Танец, ’62 Центр 597-2410
Центр Дэвиса (ранее Мультикультурный центр), Дженнесс 597-3340 597-3456 факс
Харди Хаус 597-2129
Дом Дженнесс 597-3344
Райс Хаус 597-2453
Декан колледжа, Хопкинс-холл 597-4171 597-3507 факс
Декан факультета, Хопкинс Холл 597-4351 597-3553 факс
Обеденные услуги, капельницы 597-2121 597-4618 факс
’82 Гриль, Парески 597-4585
Пекарня, Парески 597-4511
Питание, Факультет 597-2452
Обеденный зал Дрисколла, Дрисколл 597-2238
Эко-кафе, Научный центр 597-2383
Grab ‘n Go, Парески 597-4398
Закусочная Lee, Парески 597-3487
Обеденный зал Mission Park, Mission Park 597-2281
Уитменс, Парески 597-2889
Экономика, Шапиро 597-2476 597-4045 факс
английский, голландский 597-2114 597-4032 факс
Объекты, Сервисное здание объектов 597-2301
Запрос автомобиля для колледжа 597-2302
Вечерние/выходные чрезвычайные ситуации 597-4444
Запросы на работу объектов 597-4141 факс
Особые события 597-4020
Склад 597-2143 597-4013 факс
Клуб факультета, Дом факультета/Центр выпускников 597-2451 597-4722 факс
Бронирование 597-3089
Офис стипендий, Хопкинс-холл 597-3044 597-3507 факс
Финансовая помощь, Weston Hall 597-4181 597-2999 факс
Геофизические науки, Кларк Холл 597-2221 597-4116 факс
немецкий-русский, голландский 597-2391 597-3028 факс
Глобальные исследования, Холландер 597-2247
Высшая программа по истории искусств, The Clark 458-2317 факс
Health and Wellness Services, Thompson Ctr Health 597-2206 597-2982 факс
Санитарное просвещение 597-3013
Услуги комплексного благополучия (консультации) 597-2353
Экстренные ситуации, угрожающие жизни Звоните 911
Медицинские услуги 597-2206
История, Холландер 597-2394 597-3673 факс
История науки, Бронфман 597-4116 факс
Хопкинс Форест 597-4353
Центр Розенбурга 458-3080
Отдел кадров, здание B&L 597-2681 597-3516 факс
Услуги няни, здание B&L 597-4587
Преимущества 597-4355
Программа помощи сотрудникам 800-828-6025
Занятость 597-2681
Расчет заработной платы 597-4162
Ресурсы для супругов/партнеров 597-4587
Трудоустройство студентов 597-4568
Weather Line (ICEY) 597-4239
Гуманитарные науки, Шапиро 597-2076
Информационные технологии, Джесуп 597-2094 597-4103 факс
Пакеты для чтения курсов, почтовый ящик для офисных услуг 597-4090
Центр кредитования оборудования, Додд, приложение 597-4091
Служба поддержки преподавателей/персонала, [email protected] 597-4090
Медиа-услуги и помощь в классе 597-2112
Служба поддержки студентов, [электронная почта защищена] 597-3088
Телекоммуникации/телефоны 597-4090
Междисциплинарные исследования, Hollander 597-2552
Международное образование и обучение вне дома, Хопкинс-холл 597-4262 597-3507 факс
Инвестиционный офис, Хопкинс-холл 597-4447
Офис в Бостоне 617-502-2400 617-426-5784 факс
Еврейские исследования, Мазер 597-3539
Справедливость и право, Холландер 597-2102
Latina/o Studies, Hollander 597-2242 597-4222 факс
Исследования лидерства, Шапиро 597-2074 597-4620 факс
Морские исследования, Бронфман 597-2297
Математика и статистика, Bascom 597-2438 597-4061 факс
Музыка, Бернхард 597-2127 597-3100 факс
Concertline (записанная информация) 597-3146
Неврология, Биология Томпсона 597-4107 597-2085 факс
Окли Центр, Окли 597-2177 597-4126 факс
Управление институционального разнообразия и справедливости, Hopkins Hall 597-4376 597-4015 факс
Счетная палата студентов, Хопкинс Холл 597-4396 597-4404 факс
Исследования производительности, ’62 Центр 597-4366
Философия, Шапиро 597-2074 597-4620 факс
Физика, Физика Томпсона 597-2482 597-4116 факс
Планетарий/Обсерватория Хопкинса 597-3030
Старый театр обсерватории Хопкинса 597-4828
Бронирование 597-2188
Политическая экономия, Шапиро 597-2327
Политология, Шапиро 597-2168 597-4194 факс
Офис президента, Хопкинс-холл 597-4233 597-4015 факс
Дом Президента 597-2388 597-4848 факс
Услуги печати/почты для преподавателей/сотрудников, ’37 House 597-2022
Программа обучения, Бронфман 597-4522 597-2085 факс
Офис проректора, Хопкинс-холл 597-4352 597-3553 факс
Психология, психологические кабинеты и лаборатории 597-2441 597-2085 факс
Недвижимость, здание B&L 597-2195/4238 597-5031 факс
Ипотека преподавателей/сотрудников 597-4238
Аренда жилья для преподавателей/сотрудников 597-2195
Офис ЗАГСа, Хопкинс Холл 597-4286 597-4010 факс
Религия, голландец 597-2076 597-4222 факс
Романские языки, голландский 597-2391 597-3028 факс
Планировщик помещений 597-2555
Соответствие требованиям безопасности и охраны окружающей среды, класс ’37 House 597-3003
Библиотека Сойера, Сойер 597-2501 597-4106 факс
Услуги доступа 597-2501
Приобретение/Серийный номер 597-2506
Услуги каталогизации/метаданных 597-2507
Межбиблиотечный абонемент 597-2005 597-2478 факс
Исследовательские и справочные услуги 597-2515
Стеллаж 597-4955 597-4948 факс
Системы 597-2084
Научная библиотека Шоу, Научный центр 597-4500 597-4600 факс
Научные и технологические исследования, Бронфман 597-2239
Научный центр, Бронфман 597-4116 факс
Магазин электроники 597-2205
Машиностроительный/модельный цех 597-2230
Безопасность 597-4444
Специальные академические программы, Hardy 597-3747 597-4530 факс
Информация о спорте, Хопкинс-холл 597-4982 597-4158 факс
Студенческая жизнь, Парески 597-4747
Планировщик помещений 597-2555
Управление студенческими центрами 597-4191
Планирование студенческих мероприятий 597-2546
Студенческое общежитие, Парески 597-2555
Участие студентов 597-4749
Жилищные программы высшего класса 597-4625
Студенческая почта, Почта Парески 597-2150
Устойчивое развитие/Zilkha Center, Harper 597-4462
Коммутатор, Хопкинс Холл 597-3131
Книжный магазин Уильямс 458-8071 458-0249 факс
Театр, 62 Центр 597-2342 597-4170 факс
Управление траста и недвижимости, Sears House 597-4259
Учебники 597-2580
ПО за Campus Life, Hopkins Hall 597-2044 597-3996 факс
Вице-президент по связям с колледжами, Mears 597-4057 597-4178 факс
Вице-президент по финансам и администрации, Хопкинс Холл 597-4421 597-4192 факс
Центр визуальных ресурсов, Лоуренс 597-2015 597-3498 факс
Детский центр колледжа Уильямс, Детский центр Уильямс 597-4008 597-4889 факс
Художественный музей колледжа Уильямс (WCMA), Лоуренс 597-2429 597-5000 факс
Подготовка музея 597-2426
Безопасность музея 597-2376
Музейный магазин 597-3233
Уильямс Интернэшнл 597-2161
Williams Outing Club, Парески 597-2317
Аппаратная/стол для учащихся 597-4784
Проект Уильямса по экономике высшего образования, Мирс-Уэст 597-2192
Уильямс Рекорд, Парески 597-2400 597-2450 факс
Программа Уильямса-Эксетера в Оксфорде, Оксфордский университет 011-44-1865-512345
Программа Williams-Mystic, Музей морского порта Mystic 860-572-5359 860-572-5329 факс
Женские, гендерные и сексуальные исследования, Шапиро 597-3143 597-4620 факс
Программы написания программ, Hopkins Hall 597-4615
Центр экологических инициатив Зилха, Харпер 597-4462

Метод наименьших квадратов | Реальная статистика с использованием Excel

В разделе «Корреляция» мы изучаем линейную корреляцию между двумя случайными величинами x и y. Теперь посмотрим на линию на плоскости x y, которая лучше всего соответствует данным ( x 1 , y 1 ), …, ( x n , y 4 0 n ).

Напомним, что уравнение для прямой имеет вид y = bx + a , где

b = наклон прямой
a = y-пересечение, т.е. значение y в месте пересечения прямой с ось Y

Для наших целей мы запишем уравнение линии наилучшего соответствия как

и, таким образом, точка пересечения по оси y будет равна

. Для каждого i мы определяем x i на этой линии, и так

Наилучшей линией является линия, для которой сумма расстояний между каждой из n точек данных и линией является минимально возможной. Таким образом, математически полезный подход состоит в том, чтобы найти линию со свойством, что сумма следующих квадратов минимальна.

Theorem 1 : The best fit line for the points ( x 1 , y 1 ), …, ( x n , y n ) is given by

где

Щелкните здесь для доказательства теоремы 1. Даны два доказательства, одно из которых не использует исчисление.

Определение 1 : Линия наилучшего соответствия называется линией регрессии .

Наблюдение : Теорема показывает, что линия регрессии проходит через точку ( , ȳ) и имеет уравнение

, где наклон равен

, а точка пересечения с осью Y равна

. b = cov ( x ,y)/ var ( x ). Поскольку члены, включающие и , сокращаются, это можно рассматривать либо как ковариацию и дисперсию генеральной совокупности, либо как ковариацию и дисперсию выборки. Таким образом a и b можно вычислить в Excel следующим образом, где R1 = массив значений y и R2 = массив значений x : R2) / VARP(R2)

a = INTERCEPT(R1, R2) = AVERAGE(R1) – b * AVERAGE(R2)

Свойство 1 :

Доказательство корреляции: по определению, 2

и, таким образом, согласно предыдущему наблюдению мы имеем

Функции Excel : Excel предоставляет следующие функции для прогнозирования значения y для любого x на основе линии регрессии. Здесь R1 = массив значений данных y, а R2 = массив значений данных x :

НАКЛОН (R1, R2) = наклон линии регрессии, как описано выше

ПЕРЕСЕЧЕНИЕ (R1, R2) = точка пересечения у линии регрессии, как описано выше.1833 х . Таким образом, ПРОГНОЗ (x, R1, R2) = a + b * x , где a = INTERCEPT (R1, R2) и b = НАКЛОН (R1, R2).

TREND (R1, R2) = функция массива, которая создает массив предсказанных значений y, соответствующих x значениям, хранящимся в массиве R2, на основе линии регрессии, вычисленной из x значений, хранящихся в массиве R2, и значений y хранится в массиве R1.

TREND (R1, R2, R3) = функция массива, которая предсказывает значения y, соответствующие 9Значения 1833 x в R3 на основе линии регрессии на основе значений x , хранящихся в массиве R2, и значений y, хранящихся в массиве R1.

Чтобы использовать TREND(R1, R2), выделите диапазон, в котором вы хотите сохранить предсказанные значения y. Затем введите TREND и левую скобку. Затем выделите массив наблюдаемых значений для y (массив R1), введите запятую и выделите массив наблюдаемых значений для x (массив R2), за которым следует правая скобка. Наконец нажмите Ctrl-Shft-Enter .

Чтобы использовать TREND(R1, R2, R3), выделите диапазон, в котором вы хотите сохранить предсказанные значения y. Затем введите TREND и левую скобку. Затем выделите массив наблюдаемых значений для y (массив R1), введите запятую и выделите массив наблюдаемых значений для x (массив R2), затем еще одну запятую и выделите массив R3, содержащий значения для x , для которых вы хотите предсказать значения y на основе линии регрессии. Теперь введите правую скобку и нажмите Ctrl-Shft-Enter .

Функция Excel 2016 : Excel 2016 представляет новую функцию ПРОГНОЗ.ЛИНЕЙНЫЙ , эквивалентную ПРОГНОЗУ.

Пример 1 : Рассчитайте линию регрессии для данных в примере 1 проверки гипотезы одной выборки на предмет корреляции и нанесите результаты на график.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *