线性回归的各种检验共74页文档
线性回归的显著性检验
线性回归的显着性检验1.回归方程的显着性在实际问题的研究中，我们事先并不能断定随机变量y与变量人,乂2，…，x p之间确有线性关系，在进行回归参数的估计之前，我们用多元线性回归方程去拟合随机变量y与变量X「X2，…，X p之间的关系，只是根据一些定性分析所作的一种假设。
因此，和一元线性回归方程的显着性检验类似，在求出线性回归方程后，还需对回归方程进行显着性检验。
设随机变量丫与多个普通变量x1, x2^ ,x p的线性回归模型为其中；服从正态分布N（0,；「2）对多元线性回归方程的显着性检验就是看自变量若接受X i,X2，…,X p从整体上对随机变量y是否有明显的影响。
为此提出原假设如果H。
被接受，则表明随机变量y与x「X2，…，X p的线性回归模型就没有意义。
通过总离差平方和分解方法，可以构造对H o进行检验的统计量。
正态随机变量y i,y2/ , y n的偏差平方和可以分解为：n n nS r f （y—y）2为总的偏差平方和，S R=為（懈-y）2为回归平方和，S E f （% - ？）2为残i 1i# im差平方和。
因此，平方和分解式可以简写为：回归平方和与残差平方和分别反映了b = 0所引起的差异和随机误差的影响。
构造F检验统计量则利用分解定理得到：在正态假设下，当原假设H o ：b i =0, b2 =0，…，b p =0成立时，F服从自由度为（p,n -p-1）的F分布。
对于给定的显着水平［，当F大于临界值（p, n-p-1）时，拒绝H。
，说明回归方程显着，x与y有显着的线性关系。
实际应用中，我们还可以用复相关系数来检验回归方程的显着性。
复相关系数R定义为：平方和分解式可以知道，复相关系数的取值范围为0空R乞1。
R越接近1表明S E越小，回归方程拟合越好。
2.回归系数的显着性若方程通过显着性检验，仅说明b o，b i，b2,…b p不全为零，并不意味着每个自变量对y的影响都显着，所以就需要我们对每个自变量进行显着性检验。
第二节一元线性回归模型的统计检验
关于常数项的显著性检验
• T检验同样可以进行。
• 一般不以t检验决定常数项是否保留在模型中， 而是从经济意义方面分析回归线是否应该通过 原点。
三、参数的置信区间
假设检验可以通过一次抽样的结果检验总 体参数可能的假设值的范围（如是否为零）， 但它并没有指出在一次抽样中样本参数值到底 离总体参数的真值有多“近”。
在上述收入-消费支出例中，首先计算2的估计值
ˆ
2
2 e i
n2
2 ˆ 2 x2 y i 1 i
n2
2 2 3354955-0.670 4590020 0.777 7425000 13402 2734 10 2
t
ˆ
2
X
ˆ 0 0
2 i
要判断样本参数的估计值在多大程度上可 以“近似”地替代总体参数的真值，往往需要 通过构造一个以样本参数的估计值为中心的 “区间”，来考察它以多大的可能性（概率） 包含着真实的参数值。这种方法就是参数检验 的置信区间估计。
ˆ ˆ ) 1 P(
如果存在这样一个区间，称之为置信区间 （confidence interval）； 1-称为置信系数（置信度） （confidence coefficient）， 称为显著性水平（level of significance ） ； 置 信 区 间 的 端 点 称 为 置 信 限 （confidence limit）或临界值（critical values）。
一元线性模型中，i (i=0，1）的置信区间:
t 在变量的显著性检验中已经知道： ˆ i i s ˆ
i
~ t ( n 2)
意味着，如果给定置信度（1-），从分布表 中查得自由度为(n-2)的临界值，那么t值处在(t/2, t/2)的概率是(1- )。表示为：
线性回归的各种检验共76页
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰归的各种检验
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
线性回归的显著性检验及回归预测.
双曲线
1. 基本形式：
1. 线性化方法 令：y' = 1/y，x'= 1/x, 则有y' = a+ bx' 2. 图像
b<0
b>0
幂函数曲线
1. 基本形式：
2. 线性化方法
两端取对数得：lg y = lga + b lg x 令：y' = lgy，x'= lg x，则y' = lga + b x‘ 3. 图像
非线性回归－－练习
一种商品的需求量与其价格有一定的关系。现对 一定时期内的商品价格 x 与需求量 y进行观察，取得 的样本数据如表所示。试判断商品价格与需求量之 间回归函数的类型，并求需求量对价格的回归方程， 以及相应的判定系数。
2 2 2
2 2
R 1 ( y yc ) / ( y y )
相关指数计算表
序号 1 y 106.42 yc 107.53 (y-yc)2 1.2321 (y-yˉ)2 13.0012
2
3 4 5 6 7 8
108.20
109.58 109.50 110.00 109.93 110.49 110.59
0.0023
0.0018 0.0013 0.0011 0.0009 0.0008 0.0006 0.0006 0.0006 0.0005 0.0005
14
合计
20
－
111.18
-
0.0500
2.1009
0.0090
0.1271
0.0025
0.5397
0.0004
0.0193
非线性判定系数与相关系数
0.0091
第三节 线性回归的显著性检验及回归预测
xy
i
n
]
2 b x i x i yi a x i 0 SS , SS E , SS R依赖： a y bx
5
注意：三个平方和SS , SS E , SS R的自由度分别记为 f , f E , f R , 则它们之间也有等式成立： f fE fR 且：f n-1, f E n 2, 则f R f f E 1.
2
x
i 1
n
i
x
2
式中：se为回归估计标准差
置信区间估计(例题分析)
【例】求出工业总产值的点估计为100亿元时， 工业总产值95%置信水平下的置信区间. yc 100 解：根据前面的计算结果,已知n=16， • se=2.457，t(16-2)=2.1448 • 置信区间为 1 (73 57.25)2
一元线性回归的方差分析表
离差来源 平方和 自由度 F值 SS R 回 归 SS y y 2 1 F R ci SS E 2 剩余 n-2
SS E yi yci
( n 2)
总计
SS yi y
2
n-1
8
线性关系的检验(例题分析)
1. 提出假设 H0 : 0; 2. 计算检验统计量F
i
(x
x ) nS xi
2 2
( xi )
2
③根据已知条件实际计算统计量t的值； ④ 比较②与③中的计算结果,得到结论.
3
回归系数的假设
b Se 1
对例题的回归系数进行显著性检验(＝0.05)
H0 : 0;
i
H1 : 0
3.3多元线性回归检验-精选文档
2 1 ˆ) Cov ( β ( X X )
以cii表示矩阵(X’X)-1 主对角线上的第i个元素， 于是参数估计量的方差为： 2 ˆ ) Var ( c
i ii
其中2为随机误差项的方差，在实际计算 时，用它的估计量代替:
e ˆ
2
e e n k 1 n k 1
e e k AC ln ln n n n
这两准则均要求仅当所增加的解释变量能够减少 AIC值或AC值时才在原模型中增加该解释变量。
Eviews的估计结果显示： 中国居民消费一元例中：
AIC=6.68
AC=6.83
中国居民消费二元例中：
AIC=7.09
AC=7.19
从这点看，可以说前期人均居民消费CONSP(-1)应 包括在模型中。
注意：一个有趣的现象
i i i i i 2 2
ˆ ˆ Y Y Y Y Y Y ˆ ˆ Y Y Y Y Y Y ˆ ˆ Y Y Y Y Y Y
2 i i i 2 2 i i i i
2
可决系数
ESS RSS R 1 TSS TSS
RSS /( n k 1 ) R 1 TSS /( n 1 )
2
其中：n-k-1为残差平方和的自由度，n-1为总体平 方和的自由度。
n 1 R 1 (1 R ) n k 1
2 2
*2、赤池信息准则和施瓦茨准则
为了比较所含解释变量个数不同的多元回归模型 的拟合优度，常用的标准还有: 赤池信息准则（Akaike information criterion, AIC） e e 2 ( k 1 ) AIC ln n n 施瓦茨准则（Schwarz criterion，SC）
线性回归模型检验方法拓展-三大检验
线性回归模型检验⽅法拓展-三⼤检验第四章线性回归模型检验⽅法拓展——三⼤检验作为统计推断的核⼼内容，除了估计未知参数以外，对参数的假设检验是实证分析中的⼀个重要⽅⾯。
对模型进⾏各种检验的⽬的是，改善模型的设定以确保基本假设和估计⽅法⽐较适合于数据，同时也是对有关理论有效性的验证。
⼀、假设检验的基本理论及准则假设检验的理论依据是“⼩概率事件原理”，它的⼀般步骤是（1）建⽴两个相对（互相排斥）的假设（零假设和备择假设）。
（2）在零假设条件下，寻求⽤于检验的统计量及其分布。
（3）得出拒绝或接受零假设的判别规则。
另⼀⽅⾯，对于任何的检验过程，都有可能犯错误，即所谓的第⼀类错误P（拒绝H|H0为真）=α和第⼆类错误P（接受H|H0不真）=β在下图，粉红⾊部分表⽰P（拒绝H0|H0为真）=α。
黄⾊部分表⽰P（接受H0|H0不真）=β。
⽽犯这两类错误的概率是⼀种此消彼长的情况，于是如何控制这两个概率，使它们尽可能的都⼩，就成了寻找优良的检验⽅法的关键。
下⾯简要介绍假设检验的有关基本理论。
参数显著性检验的思路是，已知总体的分布(,)F X θ，其中θ是未知参数。
总体真实分布完全由未知参数θ的取值所决定。
对θ提出某种假设001000:(:,)H H θθθθθθθθ=≠><或，从总体中抽取⼀个容量为n 的样本，确定⼀个统计量及其分布，决定⼀个拒绝域W ，使得0()P W θα=，或者对样本观测数据X ，0()P X W θα∈≤。
α是显著性⽔平，即犯第⼀类错误的概率。
既然犯两类错误的概率不能同时被控制，所以通常的做法是，限制犯第⼀类错误的概率，使犯第⼆类错误的概率尽可能的⼩，即在0()P X W θα∈≤ 0θ∈Θ的条件下，使得()P X W θ∈，0θ∈Θ-Θ达到最⼤，或1()P X W θ-∈，0θ∈Θ-Θ达到最⼩。
其中()P X W θ∈表⽰总体分布为(,)F X θ时，事件W ∈{X }的概率，0Θ为零假设集合（0Θ只含⼀个点时成为简单原假设，否则称为复杂原假设）。
线性回归的显著性检验
线性回归的显着性检验1.回归方程的显着性在实际问题的研究中，我们事先并不能断定随机变量y与变量x1,x2/ ,x p之间确有线性关系，在进行回归参数的估计之前，我们用多元线性回归方程去拟合随机变量y与变量人〃2，…，X p之间的关系，只是根据一些定性分析所作的一种假设。
因此，和一元线性回归方程的显着性检验类似，在求出线性回归方程后，还需对回归方程进行显着性检验。
设随机变量丫与多个普通变量X j,X2,…，X p的线性回归模型为其中；服从正态分布N（o,；「2）对多元线性回归方程的显着性检验就是看自变量若接受X i, X2，…，X p从整体上对随机变量y是否有明显的影响。
为此提出原假设如果H。
被接受，则表明随机变量y与X i，X2，…，X p的线性回归模型就没有意义。
通过总离差平方和分解方法，可以构造对H o进行检验的统计量。
正态随机变量y i, y2/ , y n的偏差平方和可以分解为：n n nS r八（y i -y）2为总的偏差平方和，S R八（场-y）2为回归平方和，S E八（y i-?）2为残i 1i £i A差平方和。
因此，平方和分解式可以简写为：回归平方和与残差平方和分别反映了 b = 0所引起的差异和随机误差的影响。
构造F检验统计量则利用分解定理得到：在正态假设下，当原假设H°:b1 =0, d =0，…，b p =0成立时，F服从自由度为（p,n - p「1）的F 分布。
对于给定的显着水平［，当F大于临界值（p, n-p-1）时，拒绝H。
，说明回归方程显着，x与y有显着的线性关系。
R定义实际应用中，我们还可以用复相关系数来检验回归方程的显着性。
复相关系数为:平方和分解式可以知道，复相关系数的取值范围为O^R^I。
R越接近1表明S E越小，回归方程拟合越好。
2•回归系数的显着性若方程通过显着性检验，仅说明bog,b2,…b p不全为零，并不意味着每个自变量对y的影响都显着，所以就需要我们对每个自变量进行显着性检验。
线性回归分析
第五节 多元线性回归分析
一、多元线性回归分析概述
多元线性回归模型
y 0 1x1 2x2 L mxm
式中β0 β1 β2 … βm 为〔偏〕回归系数 多元线性回归方程
由x预测y时，y有一定的误差，其标准误差为：
sy se
1 1 x x 2
n SSx
因此由x预测y时，y 的95%置信区间为：
yˆ t0.05 sy
实例： 由x预测y的预测区间
第一步：计算当x=2500时， y 的点估计值：
yˆ 190.955 0.094868 2500 428.125
实例：t 检验
dfe n 2 10 2 8， t0.05 2.306，t0.01 3.355 | t | 18.14 t0.01 3.355
结论：回归关系极显著，可得线性回归方程
yˆ 190.955 0.094868x
用光照强度来预测净光合强度是合理的。
第四节 预测值的置信区间
C(i+1)(i+1)为矩阵(X’X)-1的(i+1)(i+1)元素 Q 为误差平方和，自由度：df=n-m-1
第五节 多元线性回归分析
2、回归系数的假设检验
2〕F检验 原假设 H0 ：βi＝0
统计量为： F
Ui
bi2 / c(i1)(i1)
Q / n m 1 Q / n m 1
其中：Ui 为xi对y的回归平方和，Q 为误差平方和 C(i+1)(i+1)为矩阵(X’X)-1的(i+1)(i+1)元素 自由度：df1 = 1 df2 = n-m-1
多元线性回归模型的各种检验方法
对多元线性回归模型的各种检验方法对于形如u X X X Y k k +++++=ββββ 22110 （1） 的回归模型，我们可能需要对其实施如下的检验中的一种或几种检验：一、 对单个总体参数的假设检验：t 检验在这种检验中，我们需要对模型中的某个（总体）参数是否满足虚拟假设0H ：j j a =β，做出具有统计意义（即带有一定的置信度）的检验，其中j a 为某个给定的已知数。
特别是，当j a =0时，称为参数的（狭义意义上的）显著性检验。
如果拒绝0H ，说明解释变量j X 对被解释变量Y 具有显著的线性影响，估计值j βˆ才敢使用；反之，说明解释变量j X 对被解释变量Y 不具有显著的线性影响，估计值j βˆ对我们就没有意义。
具体检验方法如下：（1） 给定虚拟假设 0H ：j j a =β；（2） 计算统计量 )ˆ(ˆ)ˆ()(ˆjj j j j j Se a Se E t βββββ-=-= 的数值； 11ˆ)ˆ(++-==j j jj jj j C C Se 1T X)(X ，其中σβ（3） 在给定的显著水平α下（α不能大于1.0即 10%，也即我们不能在置信度小于90%以下的前提下做结论），查出双尾t （1--k n ）分布的临界值2/αt ；（4） 如果出现 2/αt t >的情况，检验结论为拒绝0H ；反之，无法拒绝0H 。
t 检验方法的关键是统计量 )ˆ(ˆj jj Se t βββ-=必须服从已知的t 分布函数。
什么情况或条件下才会这样呢？这需要我们建立的模型满足如下的条件（或假定）：（1） 随机抽样性。
我们有一个含n 次观测的随机样(){}n i Y X X X i ik i i ,,2,1:,,,,21 =。
这保证了误差u 自身的随机性，即无自相关性，0))())(((=--j j i i u E u u E u Cov 。
（2） 条件期望值为0。
给定解释变量的任何值，误差u 的期望值为零。
线性回归分析详解演示文稿
步骤8：点击“Continue”，回到主对话框
第十七页，共69页。
步骤8：点击“OK”，生成新的虚拟性别变量
第十八页，共69页。
注意
在设置完虚拟变量后，我们才能正 式开始回归分析。
第十九页，共69页。
步骤9：点击“Regression”中的“Linear”，弹出对话框
第二十页，共69页。
第四十五页，共69页。
步骤15：点击“Change”按钮
第四十六页，共69页。
步骤16：点击“Old and New Values”按钮
第四十七页，共69页。
步骤17：将原变量中代表初中的“2”设为新变量的“1”
第四十八页，共69页。
步骤18：将原变量的其余取值都设为“0”
第四十九页，共69页。
线性回归分析详解演示文稿
第一页，共69页。
优选线性回归分析
第二页，共69页。
线性回归的类型
• 一元线性回归，针对一个影响变量（自 变量）的回归分析
• 多元线性回归，针对多个影响变量（自
变量）回归分析
第三页，共69页。
变量的测量尺度
• 因变量：定距变量 • 自变量：定类、定序变量或定距变量，
对于分类变量需要转换成虚拟变量
步骤32：选择因变量“月收入”
第六十三页，共69页。
步骤32：选择自变量“虚拟性别”,“edu1”,“edu2”，“edu3”和年龄
第六十四页，共69页。
点击“OK”，结果一：确定系数表
第六十五页，共69页。
结果一告诉我们什么？
• 表中调整后的R平方＝0.044，表示整个 方程能够解释收入变化的4.4％。
步骤10：选择因变量“月收入”和自变量“性别”
简单线性回归模型的统计检验
t分布
P(t)
P(t
2
t
ˆ1 1 seˆ(ˆ1)
t ) 1
2
95%
拒绝域
2
t (n 2)
接受域 0
2
拒绝域
t (n 2)
t
假如 0.05,t 2.1009 P(2.1009 t* 2.1009) 95%
2
16
举例：一元线性模型中，i (i=1，2）的置信区间: 在变量的显著性检验中已经知道：
在实际计算可决系数时，在 ˆ1 已经估计出后：
R 2
ˆ12
xi2
y
2 i
在例2.2收入-消费支出例中，
R2 1
ei2 yi2
1 76650 5870212.5
0.9869
注：可决系数是一个非负的统计量。它也是随
着抽样的不同而不同。为此，对可决系数的统计 可靠性也应进行检验，这将在第3章中进行。
Yˆi ˆ0 ˆ1 X i
yi Yi Y (Yi Yˆi ) (Yˆi Y ) ei yˆi
3
如果Yi=Ŷi 即实际观测值落在样本回归“线”上，则拟合最好。
可以认为，“离差”全部来自回归线，而与“残差”无关。 4
对于所有样本点，则需考虑这些点与样本均值离 差的平方和,可以证明：
偏估计ˆ 2 ei2 直接代替 2 来计算参数估计量的标准误差： n2
seˆ(ˆ1) ˆ
n
X
2 i
xi2
seˆ(ˆ2 )
ˆ
xi2
12
（2）在小样本情况下，若用无偏估计 ^2代替 去2
估计标准误差，则进行标准变化的统计量不再服从正
态分布，而是服从自由度为n-2的t分布
第3章33 多元线性回归模型的参数检验_图文
校正判定系数 R （续）
RSS /(n k 1) R 1 TSS /(n 1)
2
2
校正判定系数和未校正 的判定系数的关系： 2 n 1 2 (1) R 1 （ 1 R ） n k 1 (2) k 0时， R R 2 , 且随着解释变量的增加 两者的差距将越来越大 .也就是说校正的比 未校正的判定系数增加 得慢些！ (3) 判定系数R 2非负（取值在 [0,1]） ; 但是， R 取值可能为负，这时规 定 R ＝0
ˆ )(Y ˆ Y ) e (Y ˆ Y ) ( Y Y 由于 ˆ e b ˆ e X L b ˆ e X b
i i i i
0 i 1 i 1i k i
ki
Y ei
所以有：TSS (Yi Yˆi ) 2
=0
2 ˆ (Yi Y ) RSS ESS
b j 0 c j 1 j 1
bj c j 1 j 1
(3) 给出显著水平，查表，得临界值 t / 2 (n k 1) (4) 判断：若 | t | t / 2 (n k 1), 拒绝原假设，接受 备择假设, 反之则反。
3.3.3 回归方程的显著性检验 ——（F－检验）
第三节
多元线性回归模型的统计检验
一、拟合优度检验 二、回归参数的显著性检验（t-检验） 三、回归方程的显著性检验（F-检验） 四、各种统计检验间的关系
3.3.1.1 总平方和、自由度的分解
目的：构造一个不含单位，可以相互比较， 而且能直观判断拟合优劣的指标。 类似于一元情形，先将多元线性回归作如下 平方和分解：
线性回归的各种检验
统计学上采用相关分析 ( correlation analysis)来研究呈平行关系相关变量之间 的关系。
对两个变量间的直线关系进行相关分析 称为简单相关分析（也叫直线相关分析）；
对多个变量进行相关分析时，研究一个 变量与多个变量间的线性相关称为复相关 分析；研究其余变量保持不变的情况下两 个变量间的线性相关称为偏相关分析。
b
n
yi
i 1 n
i 1
xi yi
（6-5）
解正规方程组，得：
b
xy
x
( x)( 2 ( x)2
y) /n
/
n
(x x)(y
(x x)2
y)
SPxy SSx
a y bx
（6-7）
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在6-7式中，分子为自变量x的离均差与
直线与y轴交点的纵坐标，当x=0时， yˆ ＝；a
b为回归系数（regression coefficient），表示x变 化一个单位，y平均变化的数量；b的符号反 映了x影响y的性质，b的绝对值大小反映了x
影响y的程度； yˆ 为回归估计值，是当x在其
研究范围内取某一个值时，y值平均数 x
第六章 直线回归与相关
客观事物在发展过程中是相互联系、相 互影响，常常要研究两个或两个以上变 量间的关系。
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1 回归与相关的概念
确定性关系
各种变量间的关系大致可分为两类：
非确定性关系
一类是完全确定性的关系，又称函数关系，可以 用精确的数学表达式来表示，即当变量x的值取 定后，变量y有唯一确定的值与之对应。