多元线性回归模型常见问题及解决方法
- 格式:ppt
- 大小:2.50 MB
- 文档页数:70
多元线性回归操作方法
多元线性回归是一种常用的回归分析方法,通过多个自变量对因变量进行预测。
其操作方法如下:
1. 收集数据:需要收集自变量和因变量的数据,并进行清洗和处理。
2. 建立回归模型:选择适当的自变量,并进行回归分析。
多元线性回归模型的一般形式为:Y = β0 + β1X1 + β2X2 + …+ βnXn + ε,其中Y是因变量,X1,X2,…,Xn是自变量,β0,β1,β2,…,βn是系数,ε是误差项。
可以使用统计软件如SPSS、R等进行建模。
3. 对模型进行评估:评估模型的准确性和有效性,比如用R方值、回归系数、t 值等进行评价。
4. 预测未知数据:使用建立好的模型进行预测未知数据的因变量的数值,可以通过输入自变量的值得到预测结果。
5. 模型的优化:可以通过添加或删除自变量、调整回归系数等手段来优化回归模型,提高其预测精度。
6. 模型的应用:将建立好的回归模型应用到实际问题中,比如预测股票价格、房价等。
多元回归分析总结1、多元共线性问题产生的根源(可以从两方面考虑,各举一个50字左右的例子)①由变量性质引起:在进行多元统计分析时,作为自变量的某些变量高度相关,比如身高、体重和胸围,变量之间的相关性是由变量自身的性质决定的,此时不论数据以什么形式取得,样本含量是大是小,都会出现自变量的共线性问题。
因此,变量间自身的性质是导致多元共线性的重要原因。
②由数据问题引起:1、样本含量过小 2、出现强影响观测值 3、时序变量1、样本含量过小:假设只有两个自变量X1和X2,当n=2时两点总能连成一条直线,即使性质上原本并不存在线性关系的变量X1和X2由于样本含量问题产生了共线性。
样本含量较小时,自变量容易呈现线性关系。
如果研究的自变量个数大于2,设为X1,X2,...,XP,虽然各自变量之间没有线性关系,但如果样本含量n小于模型中自变量的个数,就可能导致多元共线性问题。
2、出现强影响观测值:进入20世纪80年代后期人们开始关注单个或几个样本点对多重共线性的影响。
研究表明存在两类这样的数据点或点群:1导致或加剧多重共线性 2掩盖存在着的多重共线性。
a中因异常观测值的出现而掩盖了共线性b中因异常观测值的出现而产生了共线性。
这样的异常观测值称为多元共线性强影响观测值。
显然这种观测值会对设计矩阵的性态产生很大影响从而影响参数估计。
3、时序变量:若建模所用的自变量是时序变量并且是高阶单整时序变量,这种时序变量之间高度相关必然导致多重共线性。
当所研究的经济问题涉及到时间序列资料时,由于经济变量随时间往往存在共同的变化趋势,使得它们之间容易出现共线性。
例如,我国近年来的经济增长态势很好,经济增长对各种经济现象都产生影响,使得多种经济指标相互密切关联。
比如研究我国居民消费状况,影响居民消费的因素很多,一般有职工平均工资、农民平均收入、银行利率、国债利率、货币发行量、储蓄额等,这些因素显然对居民消费产生影响,它们之间又有着很强的相关性。
多元线性回归中多重共线问题的解决方法综述摘 要在回归分析中,当自变量之间出现多重共线性现象时,常会严重影响到参数估计,扩大模型误差,并破坏模型的稳健性,因此消除多重共线性成为回归分析中参数估计的一个重要环节。
现在常用的解决多元线性回归中多重共线性的回归模型有岭回归(Ridge Regression )、主成分回归(Principal Component Regression 简记为PCR)和偏最小二乘回归(Partial Least Square Regression 简记为PLS)。
关键词:多重共线性;岭回归;主成分回归;偏最小二乘回归引言在多元线性回归分析中,变量的多重相关性会严重影响到参数估计,增大模型误差,并破坏模型的稳健性 由于多重共线性问题在实际应用中普遍存在,并且危害严重,因此设法消除多重性的不良影响无疑具有巨大的价值常用的解决多元线性回归中多重共线问题的回归模型主要有主成分回归岭回归以及偏最小二乘回归。
1、 多元线性回归模型1.1 回归模型的建立设Y 是一个可观测的随机变量,它受m 个非随机因素X 1,X 2,…,X p-1和随机因素ε的影响, 若有如下线性关系我们对变量进行了n 次观察,得到n 组观察数据(如下),对回归系数 进行估计一般要求n>P 。
于是回归关系可写为采用矩阵形式来表示0112211p p Y X X X ββββε--=+++++n i X X X Y p i i i i ,,1,,,,)1(2,1⋅⋅⋅=⋅⋅⋅-1011121211(1)12012122212(1)2011221(1)p p p p n n n p n p n Y X X X Y X X X Y X X X ββββεββββεββββε------=+++++⎧⎪=+++++⎪⎨⎪⎪=+++++⎩11121,(1)121222,(1)212,(1)111, 1 p p n n n n p n n pX X X Y X X X Y Y X Y X X X ---⨯⨯⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦)1(10,,,p -⋅⋅⋅βββY 称为观测向量,X 称为设计矩阵,ε称为误差向量,β称为回归参数。
多元线性回归中多重共线问题的解决方法综述摘 要在回归分析中,当自变量之间出现多重共线性现象时,常会严重影响到参数估计,扩大模型误差,并破坏模型的稳健性,因此消除多重共线性成为回归分析中参数估计的一个重要环节。
现在常用的解决多元线性回归中多重共线性的回归模型有岭回归(Ridge Regression )、主成分回归(Principal Component Regression 简记为PCR)和偏最小二乘回归(Partial Least Square Regression 简记为PLS)。
关键词:多重共线性;岭回归;主成分回归;偏最小二乘回归引言在多元线性回归分析中,变量的多重相关性会严重影响到参数估计,增大模型误差,并破坏模型的稳健性 由于多重共线性问题在实际应用中普遍存在,并且危害严重,因此设法消除多重性的不良影响无疑具有巨大的价值常用的解决多元线性回归中多重共线问题的回归模型主要有主成分回归岭回归以及偏最小二乘回归。
1、 多元线性回归模型1.1 回归模型的建立设Y 是一个可观测的随机变量,它受m 个非随机因素X 1,X 2,…,X p-1和随机因素ε的影响, 若有如下线性关系我们对变量进行了n 次观察,得到n 组观察数据(如下),对回归系数 进行估计一般要求n>P 。
于是回归关系可写为采用矩阵形式来表示0112211p p Y X X X ββββε--=+++++n i X X X Y p i i i i ,,1,,,,)1(2,1⋅⋅⋅=⋅⋅⋅-1011121211(1)12012122212(1)2011221(1)p p p p n n n p n p n Y X X X Y X X X Y X X X ββββεββββεββββε------=+++++⎧⎪=+++++⎪⎨⎪⎪=+++++⎩11121,(1)121222,(1)212,(1)111, 1 p p n n n n p n n pX X X Y X X X Y Y X Y X X X ---⨯⨯⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦)1(10,,,p -⋅⋅⋅βββY 称为观测向量,X 称为设计矩阵,ε称为误差向量,β称为回归参数。
线性回归解决什么问题问题一:线性回归方程需要注意哪些问题,如何处理建立回归方程应注意以下几点:(1)讨论的问题要有意义,回归方程的选择要符合实际需要。
(2)拟合都是在一定范围内进行的,即在我们处理的数据的范围内。
不能把我们得到的回归方程任意扩大范围。
比如,我们处理人的身高和体重,其身高在1.6―1.9米。
它们的关系可以近似是一条直线,但是超出这个范围,例如身高2米以上,就可能就是一条曲线。
(3)由最小二乘法的解法,不难看出,x关于y的回归方程,与y关于x的回归方程不是互为反函数的关系。
这在中学无需讨论,但教师应该有所了解。
(4)得到了回归方程bxay??后,可以用它来作预报和控制。
预报是指给定x的值代入回归方程,得到y的预报值。
控制是指,要求y达到某一确定的值,利用回归方程确定x的值问题二:回归分析能解决哪些问题?找出各数据之间的不确定关系,大致预测事物发展,模拟各种因素对因变量的影响等等最重要的用途是:高考要考问题三:多元线性回归分析要解决的主要问题是什么主要解决的是两组变量之间的因果关系问题四:多元线性回归分析的优缺点问题五:统计学回归分析解决的问题有哪些回归分析研究的主要问题是:(1)确定Y与X间的定量关系表达式,这种表达式称为回归方程;(2)对求得的回归方程的可信度进行检验;(3)判断自变量X对因变量Y有无影响;(4)利用所求得的回归方程进行预测和控制。
回归分析的主要内容为:①从一组数据出发,确定某些变量之间的定量关系式,即建立数学模型并估计其中的未知参数。
估计参数的常用方法是最小二乘法。
②对这些关系式的可信程度进行检验。
③在许多自变量共同影响着一个因变量的关系中,判断哪个(或哪些)自变量的影响是显著的,哪些自变量的影响是不显著的,将影响显著的自变量入模型中,而剔除影响不显著的变量,通常用逐步回归、向前回归和向后回归等方法。
④利用所求的关系式对某一生产过程进行预测或控制。
回归分析的应用是非常广泛的,统计软件包使各种回归方法计算十分方便。
公司年销售额的分析摘 要公司年销售额通常和很多因素有关,但它们之间并不是确定性关系,所以我们用回归分析来处理,并建立了多元线性回归模型。
本文用最小二乘的方法给出了变量间相关关系的回归方程,针对各因素对公司年销售额的影响我们与偏回归平方和联系起来,并将各因素的影响程度进行了排序。
还通过F 检验和T 检验分别验证了回归方程的显著性和方程系数的显著性。
最后我们采用了逐个剔除的方法找出了影响年销售额的主要因素,并且建立了新的回归方程,再次进行检验,新回归方程高度显著,最后得到了个人可支配收入、价格、投资和广告费密切相关的结论。
第一问:我们首先对附表1的数据进行处理,利用MATLAB 对残差向量进行分析,剔除其中的异常点。
然后建立起多元线性回归模型,采用最小二乘的方法来估计回归方程的参数i 。
我们引入偏回归平方和i Q 的概念来判定各因素对年销售额的影响程度,并对各因素的影响程度由深到浅进行了排序。
第二问:通过对回归平方和回S 和剩余平方和剩S 的分析,并且运用F 检验法来判定线性回归方程的显著性。
由于回归方程显著并不意味着每个自变量1x ,2x ,3x ,…8x 对因变量y 的影响都是重要的。
所以我们对方程系数的显著性用T 检验法进行了检验。
最后通过逐个剔除的方法找出了其中的主要因素,主要因素为:个人可支配的收入、价格、投资、广告费这四个方面。
第三问:通过逐个剔除的方法建立了新的回归方程,并对新的回归方程进行显著性检验,对方程系数进行显著性检验。
得到了公司的年销售额与个人可支配收入、价格、投资和广告费密切相关的结论。
关键词:多元线性回归 最小二乘法 F 检验 T 检验 偏回归平方和1 问题重述在经济流通领域中,某公司的年销售额(y )与个人可支配的收入(1x );商人的回扣(2x );价格(3x );研究与发展费(4x );投资(5x );广告费(6x );销售费用(7x );总的工业广告预算(8x )等有关。
多元线性回归模型的分析Y=β0+β1X1+β2X2+...+βnXn+ε其中,Y表示因变量,X1,X2,...,Xn表示自变量,β0,β1,...,βn表示参数,ε表示误差项。
通过最小二乘法对模型进行估计,可以得到参数的估计值:β̂0,β̂1,...,β̂n在进行多元线性回归模型分析时,需要进行以下步骤:1.收集数据:收集与研究主题相关的自变量和因变量的数据。
2.假设检验:对自变量进行假设检验,确定哪些自变量对因变量的影响是显著的。
3.多重共线性检验:在包含多个自变量的情况下,需要检验自变量之间是否存在多重共线性。
多重共线性会导致参数估计不准确,因此需要对其进行处理,可以通过剔除一些自变量或者进行主成分分析等方法来解决。
4.模型拟合度检验:使用相关系数、R方和调整R方等指标来检验回归模型的拟合度。
拟合度高的模型意味着因变量和自变量之间的线性关系较好。
5.模型解释和分析:通过模型参数的估计值,分析自变量对因变量的影响程度和方向。
可以通过参数的显著性检验和参数估计的符号来判断自变量对因变量的影响。
6.预测和验证:使用已建立的多元线性回归模型进行预测,并验证模型的准确性和可靠性。
然而,多元线性回归模型也存在一些局限性。
首先,模型假设自变量和因变量之间存在线性关系,并且具有不变的方差和无自相关性。
如果数据不满足这些假设,模型的分析结果可能不准确。
其次,模型中的自变量需要是独立的,不存在多重共线性。
如果存在多重共线性,模型的参数估计可能不稳定。
另外,模型的拟合度可能不够高,无法完全解释因变量的变异。
因此,在进行多元线性回归模型的分析时,需要注意数据的选择和处理,以及对模型结果的解释和验证。
此外,还可以结合其他统计方法和模型进行综合分析,以获取更准确和全面的结论。
多重共线性问题的几种解决方法在多元线性回归模型经典假设中,其重要假定之一是回归模型的解释变量之间不存在线性关系,也就是说,解释变量X1,X2,……,Xk中的任何一个都不能是其他解释变量的线性组合。
如果违背这一假定,即线性回归模型中某一个解释变量与其他解释变量间存在线性关系,就称线性回归模型中存在多重共线性。
多重共线性违背了解释变量间不相关的古典假设,将给普通最小二乘法带来严重后果。
这里,我们总结了8个处理多重共线性问题的可用方法,大家在遇到多重共线性问题时可作参考:1、保留重要解释变量,去掉次要或可替代解释变量2、用相对数变量替代绝对数变量3、差分法4、逐步回归分析5、主成份分析6、偏最小二乘回归7、岭回归8、增加样本容量这次我们主要研究逐步回归分析方法是如何处理多重共线性问题的。
逐步回归分析方法的基本思想是通过相关系数r、拟合优度R2和标准误差三个方面综合判断一系列回归方程的优劣,从而得到最优回归方程。
具体方法分为两步:第一步,先将被解释变量y对每个解释变量作简单回归:对每一个回归方程进行统计检验分析(相关系数r、拟合优度R2和标准误差),并结合经济理论分析选出最优回归方程,也称为基本回归方程。
第二步,将其他解释变量逐一引入到基本回归方程中,建立一系列回归方程,根据每个新加的解释变量的标准差和复相关系数来考察其对每个回归系数的影响,一般根据如下标准进行分类判别:1.如果新引进的解释变量使R2得到提高,而其他参数回归系数在统计上和经济理论上仍然合理,则认为这个新引入的变量对回归模型是有利的,可以作为解释变量予以保留。
2.如果新引进的解释变量对R2改进不明显,对其他回归系数也没有多大影响,则不必保留在回归模型中。
3.如果新引进的解释变量不仅改变了R2,而且对其他回归系数的数值或符号具有明显影响,则认为该解释变量为不利变量,引进后会使回归模型出现多重共线性问题。
不利变量未必是多余的,如果它可能对被解释变量是不可缺少的,则不能简单舍弃,而是应研究改善模型的形式,寻找更符合实际的模型,重新进行估计。
解决多元线性回归中多重共线性问题的方法分析谢小韦,印凡成河海大学理学院,南京 (210098)E-mail :xiexiaowei@摘 要:为了解决多元线性回归中自变量之间的多重共线性问题,常用的有三种方法: 岭回归、主成分回归和偏最小二乘回归。
本文以考察职工平均货币工资为例,利用三种方法的SAS 程序进行了回归分析,根据分析结果总结出三种方法的优缺点,结果表明如果能够使用定性分析和定量分析结合的方法确定一个合适的k 值,则岭回归可以很好地消除共线性影响;主成分回归和偏最小二乘回归采用成份提取的方法进行回归建模,由于偏最小二乘回归考虑到与因变量的关系,因而比主成分回归更具优越性。
关键词:多重共线性;岭回归;主成分回归;偏最小二乘回归1. 引言现代化的工农业生产、社会经济生活、科学研究等各个领域中,经常要对数据进行分析、拟合及预测,多元线性回归是常用的方法之一。
多元线性回归是研究多个自变量与一个因变量间是否存在线性关系,并用多元线性回归方程来表达这种关系,或者定量地刻画一个因变量与多个自变量间的线性依存关系。
在对实际问题的回归分析中,分析人员为避免遗漏重要的系统特征往往倾向于较周到地选取有关指标,但这些指标之间常有高度相关的现象,这便是多变量系统中的多重共线性现象。
在多元线性回归分析中,这种变量的多重相关性常会严重影响参数估计,扩大模型误差,破坏模型的稳健性,从而导致整体的拟合度很大,但个体参数估计值的t 统计量却很小,并且无法通过检验。
由于它的危害十分严重,存在却又十分的普遍,因此就要设法消除多重线性的不良影响。
常用的解决多元线性回归中多重共线性问题的模型主要有主成分回归、岭回归以及偏最小二乘回归。
三种方法采用不同的方法进行回归建模,决定了它们会产生不同的效果。
本文以统计职工平均货币工资为例,考察一组存在共线性的数据,运用SAS 程序对三种回归进行建模分析,并对结果进行比较,总结出它们的优势与局限,从而更好地指导我们解决实际问题。