一元线性回归分析的作用方法步骤

一元线性回归分析1.理论回归分析是通过试验和观测来寻找变量之间关系的一种统计分析方法。

主要目的在于了解自变量与因变量之间的数量关系。

采用普通最小二乘法进行回归系数的探索，对于一元线性回归模型,设（X1，Y1），（X2，Y2），…，（X n，Y n）是取至总体（X,Y）的一组样本。

对于平面中的这n个点，可以使用无数条曲线来拟合。

要求样本回归函数尽可能好地拟合这组值。

综合起来看，这条直线处于样本数据的中心位置最合理。

由此得回归方程：y=β0+β1x+ε其中Y为因变量，X为解释变量（即自变量），ε为随机扰动项，β0，β1为标准化的偏斜率系数，也叫做回归系数。

ε需要满足以下4个条件：1.数据满足近似正态性：服从正态分布的随机变量。

2.无偏态性：∑（εi）=03.同方差齐性：所有的εi 的方差相同，同时也说明εi与自变量、因变量之间都是相互独立的。

4.独立性：εi 之间相互独立，且满足COV（εi，εj）=0（i≠j）。

最小二乘法的原则是以“残差平方和最小”确定直线位置。

用最小二乘法除了计算比较方便外，得到的估计量还具有优良特性。

最常用的是普通最小二乘法（OLS）：所选择的回归模型应该使所有观察值的残差平方和达到最小。

线性回归分析根据已有样本的观测值，寻求β0，β1的合理估计值^β0，^β1，对样本中的每个x i，由一元线性回归方程可以确定一个关于y i的估计值^y i=^β0+^β1x i，称为Y关于x的线性回归方程或者经验回归公式。

^β0=y-x^β1，^β1=L xy/L xx，其中L xx=J12−x2，L xy=J1−xy，x=1J1 ，y=1J1 。

再通过回归方程的检验：首先计算SST=SSR+SSE=J1^y−y 2+J1−^y2。

其中SST为总体平方和，代表原始数据所反映的总偏差大小；SSR为回归平方和（可解释误差），由自变量引起的偏差，放映X的重要程度；SSE为剩余平方和（不可解释误差），由试验误差以及其他未加控制因子引起的偏差，放映了试验误差及其他随机因素对试验结果的影响。

第六讲 一元线性回归在客观世界中, 普遍存在着变量之间的关系.数学的一个重要作用就是从数量上来揭示、表达和分析这些关系。

而变量之间关系, 一般可分为确定的和非确定的两类. 确定性关系可用函数关系表示, 而非确定性关系则不然.例如, 人的身高和体重的关系、人的血压和年龄的关系、某产品的广告投入与销售额间的关系等, 它们之间是有关联的，但是它们之间的关系又不能用普通函数来表示。

我们称这类非确定性关系为相关关系。

具有相关关系的变量虽然不具有确定的函数关系，但是可以借助函数关系来表示它们之间的统计规律，这种近似地表示它们之间的相关关系的函数被称为回归函数。

回归分析是研究两个或两个以上变量相关关系的一种重要的统计方法。

在实际中最简单的情形是由两个变量组成的关系。

考虑用下列模型表示)(x f Y =. 但是，由于两个变量之间不存在确定的函数关系，因此必须把随机波动考虑进去，故引入模型如下ε+=)(x f Y其中Y 是随机变量，x 是普通变量，ε是随机变量（称为随机误差）。

回归分析就是根据已得的试验结果以及以往的经验来建立统计模型，并研究变量间的相关关系，建立起变量之间关系的近似表达式，即经验公式，并由此对相应的变量进行预测和控制等。

本节主要介绍一元线性回归模型估计、检验以及相应的预测和控制等问题。

一、引例为了研究某一化学反应过程中温度x 对产品得率Y 的影响. 测得数据如下:89857874706661545145%/190180170160150140130120110100/i i y C x 温度温度试研究这些数据所蕴藏的规律性.二、一元线性回归模型一般地,当随机变量Y 与普通变量x 之间有线性关系时, 可设εββ++=x Y 10, （1）),,0(~2σεN 其中10,ββ为待定系数。

设),(,),,(),,(2211n n Y x Y x Y x 是取自总体),(Y x 的一组样本,而),(,),,(),,(2211n n y x y x y x 是该样本的观察值,在样本和它的观察值中的n x x x ,,,21 是取定的不完全相同的数值，而样本中的n Y Y Y ,,,21 在试验前为随机变量，在试验或观测后是具体的数值，一次抽样的结果可以取得n 对数据),(,),,(),,(2211n n y x y x y x ，则有i i i x y εββ++=10, n i ,,2,1 = (2)其中n εεε,,,21 相互独立。

一元线性回归分析的作用方法步骤一元线性回归分析是一种用来探究两个变量之间关系的统计方法。

它基于一个假设，即两个变量之间存在线性关系。

以下是一元线性回归分析的一般步骤：1. 数据收集：首先，需要收集所需的数据。

需要考虑收集的数据是否与研究目的相关，并确保数据的准确性和完整性。

2. 变量定义：定义自变量和因变量。

自变量是用来预测因变量的变量，而因变量是我们想要预测或解释的变量。

3. 数据探索：进行数据探索，包括数据的描述性统计和绘图。

这一步可以帮助我们了解数据的分布、异常值和离群点。

4. 模型选择：选择适当的线性模型。

这可以通过查看散点图、相关性分析和领域知识来完成。

通常，一个线性模型可以用以下方程表示：Y = β0 + β1X + ε，其中Y是因变量，X是自变量，β0和β1是回归系数，ε是误差项。

5. 模型估计：使用最小二乘法来估计回归系数。

最小二乘法的目标是找到最佳拟合直线，使得预测值与实际值之间的残差平方和最小化。

6. 模型评估：评估模型的拟合优度。

常用的指标包括R平方值和调整R平方值。

R平方值介于0和1之间，表示因变量变异性的百分比可以由自变量解释。

调整R平方值是对R平方值的修正，考虑了自变量的数量和样本量。

7. 模型解释：根据回归系数的估计值，解释自变量对因变量的影响。

根据回归系数的正负和大小，可以确定变量之间的关系是正向还是负向，并量化这种关系的强度。

8. 结果验证：验证模型的有效性和稳健性。

这可以通过对新数据集的预测进行测试，或使用交叉验证的方法来完成。

9. 结果解释：对模型结果进行解释，提供有关回归系数的结论，并解释模型对现实世界问题的意义。

总结来说，一元线性回归分析的方法步骤包括数据收集、变量定义、数据探索、模型选择、模型估计、模型评估、模型解释、结果验证和结果解释。

它们相互关联，构成了一元线性回归分析的完整过程。