多元线性回归讲解学习
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简要回答题:1. 在多元线性回归分析中,F检验和t检验有何不同?答案:在多元线性回归中,由于有多个自变量,F检验与t检验不是等价的。
F检验主要是检验因变量同多个自变量的整体线性关系是否显著,在k个自变量中,只要有一个自变量同因变量的线性关系显著,F检验就显著,但这不一定意味着每个自变量同因变量的关系都显著。
检验则是对每个回归系数分别进行单独的检验,以判断每个自变量对因变量的影响是否显著。
知识点:多元线性回归难易度:12. 在多元线性回归分析中,如果某个回归系数的t检验不显著,是否就意味着这个自变量与因变量之间的线性回归不显著?为什么?当出现这种情况时应如何处理?答案:(1)在多元线性回归分析中,当t检验表明某个回归系数不显著时,也不能断定这个自变量与因变量之间线性关系就不显著。
因为当多个自变量之间彼此显著相关时,就可能造成某个或某些回归系数通不过检验,这种情况称为模型中存在多重共线性。
(2)当模型中存在多重共线性时,应对自变量有所选择。
变量选择的方法主要有向前选择、向后剔除和逐步回归等。
知识点:多元线性回归难易度:2计算分析题:1. 一家餐饮连锁店拥有多家分店。
管理者认为,营业额的多少与各分店的营业面积和服务人员的多少有一定关系,并试图建立一个回归模型,通过营业面积和服务人员的多少来预测营业额。
为此,收集到10家分店的营业额(万元)、营业面积(平方米)和服务人员数(人)的数据。
经回归得到下面的有关结果(a=0.05)。
回归统计Multiple R R Square Adjusted R Square 标准误差0.9147 0.8366 0.7899 60.7063方差分析df SS MS F Significance F回归 2 132093.199 66046.600 17.922 0.002残差7 25796.801 3685.257总计9 157890.000参数估计和检验Coefficients 标准误差t Stat P-valueIntercept -115.288 110.568 -1.043 0.332X Variable 1 0.578 0.503 1.149 0.288X Variable 2 3.935 0.699 5.628 0.001(1)指出上述回归中的因变量和自变量。
第四章 多元线性回归模型在一元线性回归模型中,解释变量只有一个。
但在实际问题中,影响因变量的变量可能不止一个,比如根据经济学理论,人们对某种商品的需求不仅受该商品市场价格的影响,而且受其它商品价格以及人们可支配收入水平的制约;影响劳动力劳动供给意愿(用劳动参与率度量)的因素不仅包括经济形势(用失业率度量),而且包括劳动实际工资;根据凯恩斯的流动性偏好理论,影响人们货币需求的因素不仅包括人们的收入水平,而且包括利率水平等。
当解释变量的个数由一个扩展到两个或两个以上时,一元线性回归模型就扩展为多元线性回归模型。
本章在理论分析中以二元线性回归模型为例进行。
一、预备知识(一)相关概念对于一个三变量总体,若由基础理论,变量21,x x 和变量y 之间存在因果关系,或21,x x 的变异可用来解释y 的变异。
为检验变量21,x x 和变量y 之间因果关系是否存在、度量变量21,x x 对变量y 影响的强弱与显著性、以及利用解释变量21,x x 去预测因变量y ,引入多元回归分析这一工具。
将给定i i x x 21,条件下i y 的均值i i i i i x x x x y E 2211021),|(βββ++= (4.1) 定义为总体回归函数(Population Regression Function,PRF )。
定义),|(21i i i i x x y E y -为误差项(error term ),记为i μ,即),|(21i i i i i x x y E y -=μ,这样i i i i i x x y E y μ+=),|(21,或i i i i x x y μβββ+++=22110 (4.2)(4.2)式称为总体回归模型或者随机总体回归函数。
其中,21,x x 称为解释变量(explanatory variable )或自变量(independent variable );y 称为被解释变量(explained variable )或因变量(dependent variable );误差项μ解释了因变量的变动中不能完全被自变量所解释的部分。
多元线性回归模型的估计与解释多元线性回归是一种广泛应用于统计学和机器学习领域的预测模型。
与简单线性回归模型相比,多元线性回归模型允许我们将多个自变量引入到模型中,以更准确地解释因变量的变化。
一、多元线性回归模型的基本原理多元线性回归模型的基本原理是建立一个包含多个自变量的线性方程,通过对样本数据进行参数估计,求解出各个自变量的系数,从而得到一个可以预测因变量的模型。
其数学表达形式为:Y = β0 + β1X1 + β2X2 + ... + βnXn + ε其中,Y为因变量,X1、X2、...、Xn为自变量,β0、β1、β2、...、βn为模型的系数,ε为误差项。
二、多元线性回归模型的估计方法1. 最小二乘法估计最小二乘法是最常用的多元线性回归模型估计方法。
它通过使残差平方和最小化来确定模型的系数。
残差即观测值与预测值之间的差异,最小二乘法通过找到使残差平方和最小的系数组合来拟合数据。
2. 矩阵求解方法多元线性回归模型也可以通过矩阵求解方法进行参数估计。
将自变量和因变量分别构成矩阵,利用矩阵运算,可以直接求解出模型的系数。
三、多元线性回归模型的解释多元线性回归模型可以通过系数估计来解释自变量与因变量之间的关系。
系数的符号表示了自变量对因变量的影响方向,而系数的大小则表示了自变量对因变量的影响程度。
此外,多元线性回归模型还可以通过假设检验来验证模型的显著性。
假设检验包括对模型整体的显著性检验和对各个自变量的显著性检验。
对于整体的显著性检验,一般采用F检验或R方检验。
F检验通过比较回归平方和和残差平方和的比值来判断模型是否显著。
对于各个自变量的显著性检验,一般采用t检验,通过检验系数的置信区间与预先设定的显著性水平进行比较,来判断自变量的系数是否显著不为零。
通过解释模型的系数和做假设检验,我们可以对多元线性回归模型进行全面的解释和评估。
四、多元线性回归模型的应用多元线性回归模型在实际应用中具有广泛的应用价值。
第三章 多元线性回归模型学习辅导一、本章的基本内容(一)基本内容图3.1 第三章基本内容(二)本章的教学目标在现实的计量经济分析中,事实上影响被解释变量的因素不止一个,通常会有多个影响因素;另外,即使我们的分析目的是仅考察某一个因素对被解释变量的影响,但为了得到该因素对被解释变量的“净”影响,也需要将其他影响因素作为“控制变量”,使其以显性形式出现在模型中,以提高模型估计精度。
因此,在对现实经济问题进行计量经济分析时,通常需要建立包含两个及两个以上解释变量的计量模型,此类模型称为多元回归模型。
多元回归模型是在简单回归模型理论基础上的扩展,其建模的理论基础、基本思路、模型估计等与一元回归模型基本一致,只是因解释变量增多,从而带来一些新的内容,比如模型整体显著性检验(F 检验)、修正的可决系数(2R )以及解释变量之间多重共线性等问题。
本章的教学目标是:深刻理解建立多元回归模型的目的;掌握多元线性回归模型估计、检验的理论与方法;熟练掌握多元线性回归EViews 输出结果的解释。
二、重点与难点分析1.对多元线性回归模型参数意义的理解多元线性回归模型的参数与简单线性回归模型的参数有重要区别。
在多元线性回归模型中,解释变量对应的参数是偏回归系数,表达的是控制其他解释变量不变的条件下,该解释变量的单位变动对被解释变量平均值的“净”影响。
为了更深刻理解偏回归系数,可以两个解释变量的多元线性回归模型为例加以说明1。
例如,被解释变量Y 与解释变量2X 和3X 都有关,如果分别建立模型:多元线性回归: 12233i i i i Y X X u b b b =+++简单线性回归 : 1221i i i Y a a X u =++由于Y 与3X 有关,可以作回归:1332i i i Y b b X u =++,若用OLS 估计其参数,并计算残差213333ˆˆˆi i i i i e Y b b X y b x =--=-,这里的2i e 表示除去3i X 影响后的i Y 。
多元线性回归公式了解多元线性回归的关键公式多元线性回归公式是一种常用的统计学方法,用于探究多个自变量与一个连续因变量之间的关系。
在进行多元线性回归分析时,我们需要理解和掌握以下几个关键公式。
一、多元线性回归模型多元线性回归模型可以表示为:Y = β0 + β1X1 + β2X2 + ... + βnXn + ε其中,Y代表因变量(被预测变量),X1、X2、...、Xn代表自变量(预测变量),β0、β1、β2、...、βn代表模型的参数,ε代表误差项。
二、回归系数估计公式在多元线性回归分析中,我们需要通过样本数据来估计回归模型的参数。
常用的回归系数估计公式是最小二乘法(Ordinary Least Squares, OLS)。
对于模型中的每个参数βi,其估计值可以通过以下公式计算:βi = (Σ(xi - x i)(yi - ȳ)) / Σ(xi - x i)²其中,xi代表自变量的观测值,x i代表自变量的样本均值,yi代表因变量的观测值,ȳ代表因变量的样本均值。
三、相关系数公式在多元线性回归中,我们通常会计算各个自变量与因变量之间的相关性,可以通过采用皮尔逊相关系数(Pearson Correlation Coefficient)来衡量。
相关系数的公式如下:r(Xi, Y) = Σ((xi - x i)(yi - ȳ)) / sqrt(Σ(xi - x i)² * Σ(yi - ȳ)²)其中,r(Xi, Y)代表第i个自变量与因变量之间的相关系数。
四、R平方(R-squared)公式R平方是判断多元线性回归模型拟合程度的重要指标,表示因变量的方差能够被自变量解释的比例。
R平方的计算公式如下:R² = SSR / SST其中,SSR为回归平方和(Sum of Squares Regression),表示自变量对因变量的解释能力。
SST为总平方和(Sum of Squares Total),表示因变量的总变化。
高考数学知识点精讲多元线性回归与逐步回归高考数学知识点精讲:多元线性回归与逐步回归在高考数学中,统计学的知识占有重要的一席之地,其中多元线性回归与逐步回归更是常常出现在考题中。
对于这两个概念,理解它们的原理、应用以及相关的计算方法是十分关键的。
首先,我们来聊聊什么是多元线性回归。
简单来说,多元线性回归就是研究一个因变量与多个自变量之间线性关系的一种统计方法。
比如说,我们想要研究一个学生的高考成绩(因变量)与他平时的作业完成情况、课堂参与度、课后复习时间等多个因素(自变量)之间的关系,这时候就可以用到多元线性回归。
多元线性回归的数学模型可以表示为:Y =β₀+β₁X₁+β₂X₂+… +βₚXₚ +ε 。
其中,Y 是因变量,X₁,X₂,…,Xₚ 是自变量,β₀是截距,β₁,β₂,…,βₚ 是回归系数,ε 是随机误差。
那怎么来确定这些回归系数呢?这就需要用到最小二乘法。
最小二乘法的基本思想就是要使得观测值与预测值之间的误差平方和达到最小。
通过一系列复杂的数学计算,我们可以得到回归系数的估计值。
接下来,我们再看看逐步回归。
逐步回归是一种在多元线性回归基础上发展起来的方法。
在实际问题中,并不是所有的自变量都对因变量有显著的影响。
逐步回归的目的就是从众多的自变量中筛选出对因变量有显著影响的自变量,建立一个“最优”的回归方程。
逐步回归的过程大致可以分为三步。
第一步是前进法,就是先将对因变量影响最大的自变量选入回归方程;第二步是后退法,就是将已经选入方程的自变量中,对因变量影响不显著的自变量剔除出去;第三步是双向筛选法,就是结合前进法和后退法,不断地选入和剔除自变量,直到得到最优的回归方程。
在实际应用中,多元线性回归和逐步回归都有广泛的用途。
比如说,在经济领域,可以用来预测股票价格、分析市场需求等;在医学领域,可以用来研究疾病的危险因素、评估治疗效果等;在工程领域,可以用来优化生产过程、提高产品质量等。
为了更好地理解和应用多元线性回归与逐步回归,我们来通过一个具体的例子看看。
简要回答题:
1. 在多元线性回归分析中,F检验和t检验有何不同?
答案:
在多元线性回归中,由于有多个自变量,F检验与t检验不是等价的。
F检验主要是检验因变量同多个自变量的整体线性关系是否显著,在k个自变量中,只要有一个自变量同因变量的线性关系显著,F检验就显著,但这不一定意味着每个自变量同因变量的关系都显著。
检验则是对每个回归系数分别进行单独的检验,以判断每个自变量对因变量的影响是否显著。
知识点:多元线性回归
难易度:1
2. 在多元线性回归分析中,如果某个回归系数的t检验不显著,是否就意味着这个自变量与因变量之间的线性回归不显著为什么当出现这种情况时应如何处理?
答案:
(1)在多元线性回归分析中,当t检验表明某个回归系数不显著时,也不能断定这个自变量与因变量之间线性关系就不显著。
因为当多个自变量之间彼此显著相关时,就可能造成某个或某些回归系数通不过检验,这种情况称为模型中存在多重共线性。
(2)当模型中存在多重共线性时,应对自变量有所选择。
变量选择的方法主要有向前选择、向后剔除和逐步回归等。
知识点:多元线性回归
难易度:2
计算分析题:
1. 一家餐饮连锁店拥有多家分店。
管理者认为,营业额的多少与各分店的营业面积和服务人员的多少有一定关系,并试图建立一个回归模型,通过营业面积和服务人员的多少来预测营业额。
为此,收集到10家分店的营业额(万元)、营业面积(平方米)和服务人员数(人)的数据。
经回归得到下面的有关结果(a=)。
(2)写出多元线性回归方程。
(3)分析回归方程的拟合优度。
(4)对回归模型的线性关系进行显著性检验。
答案:
(1)自变量是营业面积和销售人员数,因变量是营业额。
(2)多元线性回归方程为:。
(3)判定系数,表明在营业额的总变差中,有%可由营业额与营业面积和服务人员数
之间的线性关系来解释,说明回归方程的拟合程度较高。
估计标准误差,表示用营业面积和服务人员数来预测营业额时,平均的预测误差为万元。
(4)从方差分析表可以看出,,营业额与营业面积和服务人员
数之间的线性模型是显著的。
知识点:多元线性回归
难易度:2
2. 机抽取的15家超市,对它们销售的同类产品集到销售价格、购进价格和销售费用的有关数据(单位:元)。
设销售价格为y、购进价格为、销售费用为,经回归得到下面的有关结果(a=):
df SS MS F Significance F
—
2
回归
残差12&
总计14
P-value
Coefficients标准误差~
t Stat
Intercept
X Variable 1!
X Variable 2
(2)计算判定系数,并解释其实际意义。
(3)计算估计标准误差,并解释其意义。
(4)根据上述结果,你认为用购进价格和销售费用来预测销售价格是否都有用请说明理由。
答案:
(1)多元线性回归方程为:。
偏回归系数表示:在销售费用不变的条件下,购进价格每增加1元,销售价格平均增加元;偏回归系数表示:在购进价格不变的条件下,销售费用每增加1元,销售价格平均增加元。
(2)判定系数,表明在销售价格总变差中,有%可由销售价格与购进价格和销售费用之间的线性关系来解释,说明回归方程的拟合程度一般。
(3)估计标准误差,表示用购进价格和销售费用来预测
销售价格时,平均的预测误差为元。
(4)都有用。
因为两个回归系数检验的值均小于,都是显著的。
知识点:多元线性回归
难易度:3
3. 经济和管理专业的学生在学习统计学课程之前,通常已经学过概率统计课程。
经验表明,统计学考试成绩的高低与概率统计的考试成绩密切相关,而且与期末复习时间的多少也有很强的关系。
根据随机抽取的15名学生的一个样本,得到统计学考试分数、概率统计的考试分数和期末统计学的复习时间(单位:小时)数据,经回归得到下面的有关结果(a=):
F Significance F
df SS"
MS
回归2A B D
残差12* C
总计14
@
Coefficients标准误差t Stat P-value
Intercept
X Variable 1【
X Variable 2
(2)计算判定系数,并解释其实际意义。
(3)计算估计标准误差,并解释其意义。
答案:
(1)A=;B=÷2=;C=÷12=;D=÷=。
(2)判定系数,表明在统计学考试成绩的总变差中,有%可由统计学考试成绩与概率统计成绩和期末复习时间之间的线性关系来解释,说明回归方程的拟合程度一般。
(3)估计标准误差,表示概率统计成绩和期末复习时间来预测统计学成绩时,平均的预测误差为分。
知识点:多元线性回归
难易度:3
4. 国家统计局定期公布各类价格指数。
为了预测居民消费价格指数,收集到2002年~2006年间的几种主要价格指数,包括商品零售价格指数、工业品出厂价格指数,原材料、燃料、动力购进价格指数,固定资产投资价格指数等,这些指数都是以上年为100而计算百分比数字。
以居民消费价格指数为因变量,自变量分别为商品零售价格指数(),工业品出厂价格指数(),原材料、燃料、动
力购进价格指数(),固定资产投资价格指数()。
经回归得到下面的有关结果(a=):
R Square Adjusted R Square 标准误差
-
Multiple R
MS F Significance F
df^
SS
回归4
残差-
10
总计14
"
Coefficients标准误差t Stat P-value
Intercept
[
X Variable 1
X Variable 2
X Variable 3|
X Variable 4
答案:
(1)判定系数,调整后的判定系数,回归方程的拟合优度非常高。
估计标准误差,其他4个价格指数来预测居民消费价格指数时,预测的误差较小。
(2)从方差分析表可以看出,,表明居民消费价格指数与其他4个价格指数之间的线性关系显著。
(3)但从各回归系数检验的P值看,4个价格指数中,只有商品零售价格指数是显著的,而其余3个均不显著。
但这并不意味着这3个价格指数与居民消费价格指数之间的线性关系就不显著,产生这种情况的原因,可能是由于模型中存在多重共线性造成的。
因此,可考虑使用逐步回归方法进行回归分析。
知识点:多元线性回归
难易度:3
5. 下面是因变量y与两个自变量和进行逐步回归得到的有关结果。
(1)在上述结果中,两个自变量对预测y都有用吗(a=)?
(2)写出含有两个自变量的二元线性回归方程,它的判定系数是多少估计标准误差是多少回归模型的线性关系是否显著?
答案:
(1)都有用。
因为从两个回归系数检验的P值看,均小于显著性水平。
(2)二元线性回归方程为:。
判定系数,标准误差。
从方差分析表可以看出,,该二元线性回归模型的线性关系
是显著的。
知识点:多元线性回归
难易度:2
{
6. 一家产品销售公司在30个地区设有销售分公司。
为研究产品销售量(y)与该公司的销售价格()、
各地区的年人均收入()、广告费用()之间的关系,搜集到30个地区的有关数据。
利用Excel得到下面的回归结果(a=):
方差分析表
变差来源df SS MS F Significance F 回归
\
残差——
总计29.7<
———
参数估计表
Coefficients标准误差t Stat P-value
Intercept
~
X Variable 1
X Variable 2
}
X Variable 3
(1) 将方差分析表中的所缺数值补齐。
(2) 写出销售量与销售价格、年人均收入、广告费用的多元线性回归方程,并解释各回归系数的意义。
(3) 检验回归方程的线性关系是否显著?
(4) 计算判定系数,并解释它的实际意义。
(5) 计算估计标准误差,并解释它的实际意义。
答案:
变差来源df SS MS F Significance F
回归3.1
残差26——
总计29.7———。
表示:在年人均收入和广告费用不变的情况下,销售价格每增加一个单位,销售量平均下降个单位;表示:在销售价格和广告费用不变的情况下,年人均收入每增加一个单位,销售量平均增加个单位;表示:在年销售价格和人均收入不变的情况下,广告费用每增加一个单位,销售量平均增加个单位。
(3)由于Significance F=<a=,表明回归方程的线性关系显著。
(4),表明在销售量的总变差中,被估计的多元线性回归方程所解释的比例为%,说明回归方程的拟合程度较高。
(5)。
表明用销售价格、年人均收入和广告费用来预
测销售量时,平均的预测误差为。