分享

多元线性回归模型

 印度阿三17 2020-05-08

1、多元线性回归模型及其矩阵表示

设Y是一个可观测的随机变量,它受到p-1个非随机因素 X1、X2、X3···X(p-1)和随机因素ε的影响。
若Y与 X1、X2、X3···X(p-1)有如下线性关系:

Y = β0   β1X1  β2X2   ···  β(p-1)X(p-1) ε,

其中,β为未知参数,ε是均值为0、方差为σ²>0的不可观测随机变量,称为误差项,
并通常假定 ε∽N(0,σ²)。
该模型称为多元线性回归模型
称Y为因变量,X为自变量。


要建立多元线性回归模型,我们首先要估计未知参数β,为此我们要进行n(n>=p)次独立观测,得到n组数据(称为样本)。
它们应满足上面代码块里那个式子。

就有了下面这张图:
在这里插入图片描述

其中ε相互独立且均服从N(0,σ²)分布。

令:
在这里插入图片描述
则有了以下的矩阵形式:

Y = Xβ ε;

其中Y称为观测向量,X称为设计矩阵,它们是由观测数据得到的,是已知的,并假定X是列满秩的。
β是待估计的未知参数向量,ε是不可观测的随机误差向量。

上式称为多元统计回归模型的矩阵形式


2、β和σ²的估计

经过一番计算,得出β的最小二乘估计:
在这里插入图片描述

β的最大似然估计和它的最小二乘估计一样。


误差方差σ²的估计:

在这里插入图片描述

为它的一个无偏估计。


3、有关的统计推断

3.1 回归关系的统计推断

给定因变量Y与自变量X的n组观测值,利用前面的方法可以得到未知参数β和σ²的估计,从而得出线性回归方程,但所求的方程是否有意义,也就是说XY之间是否存在显著的线性关系,还需要对回归方程进行检验。

检验方法:
建立方差分析表;
线性回归关系的显著性检验;
P值检验

3.1.1 建立方差分析表

(1)离差平方和的分解
数据的总离差平方和:(反映了Y的波动大小)
在这里插入图片描述

残差平方和:(SSE越大,观测值与线性拟合值之间的偏差就越大)
在这里插入图片描述
回归平方和:(反映了线性拟合值与它们的平均值的总偏差)
在这里插入图片描述

经过计算,可得出:
SST= SSE SSR
因此,SSR越大,说明线性回归关系所描述的Y波动性比例就越大,即Y与X的线性关系就越显著。


3.1.2 方差分析表

在这里插入图片描述

3.2 线性回归关系的显著性检验

检验假设:在这里插入图片描述

若H0成立,则XY之间不存在线性回归关系。

构建如下检验统计量:
在这里插入图片描述
在给定显著性水平α,查F分布表得临界值Fσ(p-1,n-p),(即F分布的上侧σ分位数)。

计算F的观测值F0,若F0<=Fσ时,则接受H0.


3.3 p值检验

对于线性回归关系显著性检验问题,
p = P(H0).
P(H0)表示在H0为真时的概率。

若p<α,拒绝H0
若p>=α,接受H0.


来些例题

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多