第三章多元线性回归模型(stata)
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多元线性回归的计算模型多元线性回归模型的数学表示可以表示为:Y=β0+β1X1+β2X2+...+βkXk+ε,其中Y表示因变量,Xi表示第i个自变量,βi表示第i个自变量的回归系数(即自变量对因变量的影响),ε表示误差项。
1.每个自变量与因变量之间是线性关系。
2.自变量之间相互独立,即不存在多重共线性。
3.误差项ε服从正态分布。
4.误差项ε具有同方差性,即方差相等。
5.误差项ε之间相互独立。
为了估计多元线性回归模型的回归系数,常常使用最小二乘法。
最小二乘法的目标是使得由回归方程预测的值与实际值之间的残差平方和最小化。
具体步骤如下:1.收集数据。
需要收集因变量和多个自变量的数据,并确保数据之间的正确对应关系。
2.建立模型。
根据实际问题和理论知识,确定多元线性回归模型的形式。
3.估计回归系数。
利用最小二乘法估计回归系数,使得预测值与实际值之间的残差平方和最小化。
4.假设检验。
对模型的回归系数进行假设检验,判断自变量对因变量是否显著。
5. 模型评价。
使用统计指标如决定系数(R2)、调整决定系数(adjusted R2)、标准误差(standard error)等对模型进行评价。
6.模型应用与预测。
通过多元线性回归模型,可以对新的自变量值进行预测,并进行决策和提出建议。
多元线性回归模型的计算可以利用统计软件进行,例如R、Python中的statsmodels库、scikit-learn库等。
这些软件包提供了多元线性回归模型的函数和方法,可以方便地进行模型的估计和评价。
在计算过程中,需要注意检验模型的假设前提是否满足,如果不满足可能会影响到模型的可靠性和解释性。
总而言之,多元线性回归模型是一种常用的预测模型,可以分析多个自变量对因变量的影响。
通过最小二乘法估计回归系数,并进行假设检验和模型评价,可以得到一个可靠的模型,并进行预测和决策。
多元线性回归模型原理Y=β0+β1*X1+β2*X2+...+βn*Xn+ε其中,Y表示因变量,X1、X2、..、Xn表示自变量,β0、β1、β2、..、βn表示模型的参数,ε表示误差项。
通过对数据进行拟合,即最小化误差平方和,可以估计出模型的参数。
多元线性回归模型的原理是基于最小二乘法,即通过最小化残差平方和来估计参数的值。
残差是指模型预测值与真实值之间的差异,最小二乘法的目标是找到一组参数,使得所有数据点的残差平方和最小。
通过求解最小二乘估计,可以得到模型的参数估计值。
为了评估模型的拟合程度,可以使用各种统计指标,例如R方值、调整R方值、标准误差等。
R方值表示模型解释因变量方差的比例,取值范围在0到1之间,值越接近1表示模型对数据的拟合程度越好。
调整R方值考虑了模型中自变量的个数和样本量之间的关系,可以更准确地评估模型的拟合程度。
标准误差表示模型预测值与真实值之间的标准差,可以用于评估模型的预测精度。
在建立多元线性回归模型之前,需要进行一些前提条件的检查,例如线性关系、多重共线性、异方差性和自变量的独立性。
线性关系假设要求自变量与因变量之间存在线性关系,可以通过散点图、相关系数等方法来检验。
多重共线性指的是自变量之间存在高度相关性,会导致参数估计的不稳定性,可以使用方差膨胀因子等指标来检测。
异方差性指的是残差的方差不恒定,可以通过残差图、方差齐性检验等方法来检验。
自变量的独立性要求自变量之间不存在严重的相关性,可以使用相关系数矩阵等方法来检验。
当满足前提条件之后,可以使用最小二乘法来估计模型的参数。
最小二乘法可以通过不同的方法来求解,例如解析解和数值优化方法。
解析解通过最小化误差平方和的一阶导数为零来求解参数的闭式解。
数值优化方法通过迭代来求解参数的数值估计。
除了最小二乘法,还有其他方法可以用于估计多元线性回归模型的参数,例如岭回归和lasso回归等。
岭回归和lasso回归是一种正则化方法,可以对模型进行约束,可以有效地避免过拟合问题。
一、邹式检验(突变点检验、稳定性检验)1.突变点检验1985—2002年中国家用汽车拥有量(t y ,万辆)与城镇居民家庭人均可支配收入(t x ,元),数据见表6.1。
表6.1 中国家用汽车拥有量(t y )与城镇居民家庭人均可支配收入(t x )数据年份 t y (万辆) t x (元)年份 t y (万辆) t x (元)1985 28.49 739.1 1994 205.42 3496.2 1986 34.71 899.6 1995 249.96 4283 1987 42.29 1002.2 1996 289.67 4838.9 1988 60.42 1181.4 1997 358.36 5160.3 1989 73.12 1375.7 1998 423.65 5425.1 1990 81.62 1510.2 1999 533.88 5854 1991 96.04 1700.6 2000 625.33 6280 1992 118.2 2026.6 2001 770.78 6859.6 1993155.77 2577.42002968.98 7702.8下图是关于t y 和t x 的散点图:从上图可以看出,1996年是一个突变点,当城镇居民家庭人均可支配收入突破4838.9元之后,城镇居民家庭购买家用汽车的能力大大提高。
现在用邹突变点检验法检验1996年是不是一个突变点。
H0:两个字样本(1985—1995年,1996—2002年)相对应的模型回归参数相等H1:备择假设是两个子样本对应的回归参数不等。
在1985—2002年样本范围内做回归。
在回归结果中作如下步骤(邹氏检验):1、Chow 模型稳定性检验(lrtest)用似然比作chow检验,chow检验的零假设:无结构变化,小概率发生结果变化* 估计前阶段模型* 估计后阶段模型* 整个区间上的估计结果保存为All* 用似然比检验检验结构没有发生变化的约束得到结果如下;(如何解释?)2.稳定性检验(邹氏稳定性检验)以表6.1为例,在用1985—1999年数据建立的模型基础上,检验当把2000—2002 * 用F-test作chow间断点检验检验模型稳定性* chow检验的零假设:无结构变化,小概率发生结果变化* 估计前阶段模型* 估计后阶段模型* 整个区间上的估计结果保存为All* 用F 检验检验结构没有发生变化的约束*计算和显示 F 检验统计量公式,零假设:无结构变化然后dis f_test 则得到结果;* F 统计量的临界概率然后 得到结果* F 统计量的临界值然后 得到结果(如何解释?)二、似然比(LR )检验有中国国债发行总量(t DEBT ,亿元)模型如下:0123t t t t t DEBT GDP DEF REPAY u ββββ=++++其中t GDP 表示国内生产总值(百亿元),t DEF 表示年财政赤字额(亿元),t REPAY 表示年还本付息额(亿元)。
stata多元logistic回归结果解读【实用版】目录一、多元 logistic 回归的概念与原理二、多元 logistic 回归模型的建立三、多元 logistic 回归结果的解读四、实际案例应用与分析五、总结正文一、多元 logistic 回归的概念与原理多元 logistic 回归是一种用于分析多分类变量与二元变量之间关系的统计分析方法。
它可以对多个自变量与因变量之间的关系进行同时分析,适用于研究多个因素对某一现象的影响。
logistic 回归是一种分类回归方法,它将二元变量(如成功/失败、是/否等)与多个自变量之间的关系建模为逻辑斯蒂函数,从而预测因变量的概率。
二、多元 logistic 回归模型的建立在建立多元 logistic 回归模型时,首先需要将数据整理成合适的格式。
模型中,因变量为二元变量(通常用 0 和 1 表示),自变量为多元变量(可以是分类变量或连续变量)。
然后,通过添加截距项,构建多元logistic 回归模型。
在 Stata 软件中,可以使用命令“logit”来实现多元 logistic 回归分析。
三、多元 logistic 回归结果的解读多元 logistic 回归的结果主要包括系数、标准误、z 值、p 值、OR 值等。
其中,系数表示自变量对因变量的影响程度,正系数表示正相关,负系数表示负相关;标准误表示系数的估计误差;z 值表示系数除以标准误的值,用于检验系数的显著性;p 值表示假设检验的结果,一般小于0.05 认为显著;OR 值表示风险比,表示一个自变量对因变量的影响程度。
四、实际案例应用与分析假设我们研究一个城市居民的出行选择行为,希望了解影响居民选择不同交通方式的因素。
我们可以建立一个多元 logistic 回归模型,将居民的出行方式作为因变量(二元变量),交通方式的类型、出行距离、出行时间等因素作为自变量。
通过分析模型结果,我们可以得到各个因素对居民出行选择行为的影响程度,从而制定更有针对性的交通政策。
多元线性回归模型引言:多元线性回归模型是一种常用的统计分析方法,用于确定多个自变量与一个连续型因变量之间的线性关系。
它是简单线性回归模型的扩展,可以更准确地预测因变量的值,并分析各个自变量对因变量的影响程度。
本文旨在介绍多元线性回归模型的原理、假设条件和应用。
一、多元线性回归模型的原理多元线性回归模型基于以下假设:1)自变量与因变量之间的关系是线性的;2)自变量之间相互独立;3)残差项服从正态分布。
多元线性回归模型的数学表达式为:Y = β0 + β1X1 + β2X2 + ... + βnXn + ε其中,Y代表因变量,X1,X2,...,Xn代表自变量,β0,β1,β2,...,βn为待估计的回归系数,ε为随机误差项。
二、多元线性回归模型的估计方法为了确定回归系数的最佳估计值,常采用最小二乘法进行估计。
最小二乘法的原理是使残差平方和最小化,从而得到回归系数的估计值。
具体求解过程包括对模型进行估计、解释回归系数、进行显著性检验和评价模型拟合度等步骤。
三、多元线性回归模型的假设条件为了保证多元线性回归模型的准确性和可靠性,需要满足一定的假设条件。
主要包括线性关系、多元正态分布、自变量之间的独立性、无多重共线性、残差项的独立性和同方差性等。
在实际应用中,我们需要对这些假设条件进行检验,并根据检验结果进行相应的修正。
四、多元线性回归模型的应用多元线性回归模型广泛应用于各个领域的研究和实践中。
在经济学中,可以用于预测国内生产总值和通货膨胀率等经济指标;在市场营销中,可以用于预测销售额和用户满意度等关键指标;在医学研究中,可以用于评估疾病风险因素和预测治疗效果等。
多元线性回归模型的应用可以为决策提供科学依据,并帮助解释变量对因变量的影响程度。
五、多元线性回归模型的优缺点多元线性回归模型具有以下优点:1)能够解释各个自变量对因变量的相对影响;2)提供了一种可靠的预测方法;3)可用于控制变量的效果。
然而,多元线性回归模型也存在一些缺点:1)对于非线性关系无法准确预测;2)对异常值和离群点敏感;3)要求满足一定的假设条件。
一、邹式检验(突变点检验、稳定性检验)
1.突变点检验
1985—2002年中国家用汽车拥有量(t y ,万辆)与城镇居民家庭人均可支配收入(t x ,元),数据见表。
表 中国家用汽车拥有量(t y )与城镇居民家庭人均可支配收入(t x )数据
年份 t y (万辆) t x (元)
年份 t y (万辆) t x (元)
1985 1994 1986 1995 4283 1987 1996 1988 1997 1989 1998 1990 1999 5854 1991 2000 6280 1992 2001 1993
2002
下图是关于t y 和t x 的散点图:
从上图可以看出,1996年是一个突变点,当城镇居民家庭人均可支配收入突破元之后,城镇居民家庭购买家用汽车的能力大大提高。
现在用邹突变点检验法检验1996年是不是一个突变点。
:两个字样本(1985—1995年,1996—2002年)相对应的模型回归参数相等H
H
:备择假设是两个子样本对应的回归参数不等。
1
在1985—2002年样本范围内做回归。
在回归结果中作如下步骤(邹氏检验):
1、 Chow 模型稳定性检验(lrtest)
用似然比作chow检验,chow检验的零假设:无结构变化,小概率发生结果变化* 估计前阶段模型
* 估计后阶段模型
* 整个区间上的估计结果保存为All
* 用似然比检验检验结构没有发生变化的约束
得到结果如下;
(如何解释)
2.稳定性检验(邹氏稳定性检验)
以表为例,在用1985—1999年数据建立的模型基础上,检验当把2000—2002年数据加入样本后,模型的回归参数时候出现显著性变化。
* 用F-test作chow间断点检验检验模型稳定性
* chow检验的零假设:无结构变化,小概率发生结果变化
* 估计前阶段模型
* 估计后阶段模型
* 整个区间上的估计结果保存为All
* 用F 检验检验结构没有发生变化的约束
*计算和显示 F 检验统计量公式,零假设:无结构变化
然后 dis f_test 则 得到结果;
* F 统计量的临界概率
然后 得到结果
* F 统计量的临界值
然后 得到结果
(如何解释)
二、似然比(LR )检验
有中国国债发行总量(t DEBT ,亿元)模型如下:
0123t t t t t DEBT GDP DEF REPAY u ββββ=++++
其中t GDP 表示国内生产总值(百亿元),t DEF 表示年财政赤字额(亿元),t REPAY 表示年还本付息额(亿元)。
1980—2001年数据见表。
表国债发行总量t DEBT 、t GDP 、财政赤字额t DEF 、年还本付息额(t REPAY )
数据
1980 1991 1981 1992 1982 1993 1983 1994 1984 1995 1985 1996 1986 1997 1987 1998 1988 1999 1989 2000
1990 2001 4604
对以上数据进行回归分析:
得到以下结果:
对应的回归表达式为:
4.310.35 1.000.88t t t t DEBT GDP DEF REPAY =+++
20.999, 2.1,5735.3R DW F ===
现在用似然比(LR )统计量检验约束t GDP 对应的回归系数1β等于零是否成立。
(现在不会)
三、Wald 检验(以表为例进行Wald 检验,对输出结果进行检验。
)
检验过程如下:
1. 已知数据如表
Y X1 X2 1 1 10 3 2 9 8 3 5 15 4 1 28
5
-6
(1) 先根据表中数据估计以下回归模型的方程:
0111i i i Y X u αα=++ 0222i i i Y X u λλ=++ 01122i i i i Y X X u βββ=+++
(2) 回答下列问题:11αβ=吗为什么22λβ=吗为什么
对上述3个方程进行回归分析,结果分别如下:
0111i i i Y X u αα=++
得到结果如下:
0222i i i Y X u λλ=++
得到结果如下:
从上述回归结果可知:11ˆˆαβ≠,22ˆˆλβ≠。
二元回归与分别对1X 与2X 所作的一元回归,其对应的参数估计不相等,主要原因在于1X 与2X 有很强的相关性。
其相关分析结果如下:
可见,两者的相关系数为。
01122i i i i Y X X u βββ=+++
得到结果如下:
3. 表列出了某地区家庭人均鸡肉年消费量Y 与家庭月平均收入X ,鸡肉价格P 1,猪肉价格P 2与牛肉价格P 3的相关数据。
年份 Y/
千
X/元
P 1/(元/千克)
P 2/(元/千克)
P 3/(元/千克)
年份 Y/千X/元 P 1/(元/千克)
P 2/(元/千克)
P 3/(元/千克)
克 克 1980 397 1992 911 1981 413 1993 931 1982 439 1994 1021 1983 459 1995 1165 1984 492 1996 1349 1985 528 1997 1449 1986 560 1998 1575 1987 624 1999 1759 1988 666 2000 1994 1989 717 2001 2258 1990 768 2002
2478
1991
843
(1) 求出该地区关于家庭鸡肉消费需求的如下模型:
01213243ln ln ln ln ln Y X P P P u βββββ=+++++
(2) 请分析,鸡肉的家庭消费需求是否受猪肉及牛肉价格的影响。
先做回归分析,过程如下:
依次生成变量 lnvar2 lnvar3 lnvar4 lnvar5 lnvar6
回归结果如下:
所以,回归方程为:
123ln 0.73150.3463ln 0.5021ln 0.1469ln 0.0872ln Y X P P P =-+-++
由上述回归结果可以知道,鸡肉消费需求受家庭收入水平和鸡肉价格的影响,而牛肉价格和猪肉价格对鸡肉消费需求的影响并不显著。
(AIC 和SC 准则不会算)
去掉猪肉价格P 2与牛肉价格P 3重新进行回归分析。
得出结果如下:
(AIC 和SC 准则不会算)
2.某硫酸厂生产的硫酸的透明度指标一直达不到优质要求,经分析透明度低与
硫酸中金属杂质的含量太高有关。
影响透明度的主要金属杂质是铁、钙、铅、镁等。
通过正交试验的方法发现铁是影响硫酸透明度的最主要原因。
测量了47组样本值,数据见表。
表硫酸透明度y与铁杂质含量x数据
序数X Y序数X Y
131190256050
232190266041
334180276152
435140286334
536150296440
637120306525
739110316930
84081327420
942100337440
104280347625
1143110357930
124380368525
134868378716
144980388916
155050399920
165270407620
1752504110020
1853604210020
1954444311015
2054544411015
2156484512227
2256504615420
2358564721020
245852
硫酸透明度与铁杂质含量的散点图如下:
得到以下结果:
所以应该建立非线性回归模型。
1.通过线性化的方式估计非线性模型。
生成变量:
(1)建立倒数模型:
得到以下结果:
所以倒数表达式为:
Y = –(2)建立指数函数
生成新变量:
建立指数模型:
得到结果如下:
所以指数表达式为:
lnvar3 = + X
可决系数也由提高到,可见拟合为指数函数比倒数函数更好。
2.直接估计非线性回归模型
(不会,也不明白为什么直接估计比对数线性化后的结果要好 = =)。