线性回归分析
线性回归分析教程ppt
04
线性回归分析的应用
预测与决策
销售预测
通过分析历史销售数据，建立线性回归模型，预测未来销售趋势，为企业的生产和库存管理提供决策 依据。
投资决策
利用线性回归分析评估投资项目的潜在收益和风险，帮助投资者做出明智的决策。
市场细分与定位
市场细分
通过线性回归分析，识别不同消费群体 的特征和需求，将市场细分为不同的子 市场，以便更有针对性地进行营销。
影响预测精度。
数据不平衡
03
在某些情况下，某些类别的样本数量过少，可能导致模型对少
数类别的预测能力不足。
样本选择偏差
过拟合
训练数据集过小或过于特定，导致模型对训练数据过度拟合，而 对新数据预测能力不足。
欠拟合
训练数据集过大或过于复杂，导致模型过于简单，无法捕捉到数 据中的复杂模式。
选择偏差
由于某些原因（如实验设计、数据收集过程等），训练数据可能 存在选择偏差，导致模型预测能力下降。
通过残差分析、决定系数、显著性检 验等统计方法对模型进行检验，评估 模型的拟合效果。
多重共线性问题
多重共线性定义
多重共线性是指线性回归模型中自变量 之间存在高度相关或完全相关的情况。
多重共线性的诊断
通过计算自变量之间的相关系数、条 件指数、方差膨胀因子等方法诊断多
重共线性。
多重共线性的影响
多重共线性会导致模型不稳定、参数 估计不准确、甚至出现完全的多重共 线性。
பைடு நூலகம்
VS
定位策略
基于线性回归分析的结果，确定目标市场 和产品定位，制定有效的市场推广策略。
成本预测与控制
成本预测
通过分析历史成本数据，建立线性回归模型，预测未来的生产成本，为企业制定合理的 价格策略提供依据。
第四章 线性回归分析
（4-1）
, zki 是 k 个对 Y 有显
其中 j ( j 1,2,
, k ) 是回归系数，Y 是被解释变量， z1i , z2i ,
著影响的解释变量 (k 2) ， i 是反映各种误差扰动综合影响的随机项，下标 i 表 示第 i 期观察值 (Yi , z1i , z2i ,
, zki ), i 1,2,
2
,n 。
ˆ ˆZ ˆ Z ˆZ ˆ 假设多元样本回归函数为：Y i 0 1 1i 2 2i 3 3i
ˆ。 差为： i Yi Y i
由于有 n 期的观察值，这一模型实际上包含 n 个方程：
Y2 0 1Z12 Yn 0 1Z1n
另 V 对 b0 ,
bk zki )]2
（4-3）
, bk 的一阶偏导数都等于 0，即下列方程组：
2[Y (b
i
0
b1 z1i b1 z1i b1 z1i
bk zki )]( 1) 0, bk zki )]( z1i ) 0, bk zki )]( zki ) 0
把样本数据分别代入样本回归方程，得到回归方程组为：
ˆ b bz Y 1 0 1 11 ˆ b bz Y n 0 1 1n bk zk 1 ,
（4-4）
（4-5）
bk zkn
写成等价的向量方程，则为：
ˆ ZB Y
这样回归残差向量为：
ˆ Y ZB Y Y
再利用向量，矩阵的运算法则，可以得到残差平方和为：
k Zk ，
, bk 分 别 表 示 模 型 参 数 0 ,
线性回归分析
线性回归分析线性回归是一种用来建立和预测变量间线性关系的统计分析方法。
它可以帮助我们了解变量之间的相互影响和趋势，并将这些关系用一条直线来表示。
线性回归分析常被应用于经济学、社会科学、自然科学和工程等领域。
一、概述线性回归分析是一个广泛使用的统计工具，用于建立变量间的线性关系模型。
该模型假设自变量（独立变量）与因变量（依赖变量）之间存在线性关系，并通过最小化观测值与模型预测值之间的误差来确定模型的参数。
二、基本原理线性回归分析基于最小二乘法，通过最小化观测值与模型预测值之间的残差平方和来确定模型的参数。
具体来说，线性回归模型可以表示为：Y = β0 + β1X1 + β2X2 + ... + βnXn + ε，其中Y是因变量，X1到Xn是自变量，β0到βn是回归系数，ε是误差项。
回归系数表示自变量对因变量的影响程度。
三、应用步骤进行线性回归分析时，通常需要以下几个步骤：1. 收集数据：获取自变量和因变量的样本数据。
2. 建立模型：根据数据建立线性回归模型。
3. 评估模型的准确性：通过计算残差、决定系数等指标来评估模型的准确性。
4. 进行预测和推断：利用模型对未知数据进行预测和推断。
四、模型评价指标在线性回归分析中，有几个常用的指标用于评价模型的准确性：1. R平方值：R平方值表示因变量的变异性能够被模型解释的比例，数值范围为0到1。
R平方值越接近1，表示模型对数据的拟合程度越好。
2. 残差分析：进行残差分析可以帮助我们判断模型是否符合线性回归的基本假设。
一般来说，残差应该满足正态分布、独立性和等方差性的假设。
五、优缺点线性回归分析有以下几个优点：1. 简单易懂：线性回归模型的建立和解释相对较为简单，无需复杂的数学知识。
2. 实用性强：线性回归模型适用于很多实际问题，可以解决很多预测和推断的需求。
然而，线性回归分析也存在以下几个缺点：1. 假设限制：线性回归模型对于变量间关系的假设比较严格，不适用于非线性关系的建模。
回归分析方法总结全面
回归分析方法总结全面回归分析是一种常用的统计分析方法，用于建立一个或多个自变量与因变量之间的关系模型，并进行预测和解释。
在许多研究领域和实际应用中，回归分析被广泛使用。
下面是对回归分析方法的全面总结。
1.简单线性回归分析：简单线性回归分析是最基本的回归分析方法之一，用于建立一个自变量和一个因变量之间的线性关系模型。
它的方程为Y=a+bX，其中Y是因变量，X是自变量，a是截距，b是斜率。
通过最小二乘法估计参数a和b，可以用于预测因变量的值。
2. 多元线性回归分析：多元线性回归分析是在简单线性回归的基础上扩展的方法，用于建立多个自变量和一个因变量之间的线性关系模型。
它的方程为Y = a + b1X1 + b2X2 + ... + bnXn，其中n是自变量的个数。
通过最小二乘法估计参数a和bi，可以用于预测因变量的值。
3.对数线性回归分析：对数线性回归分析是在简单线性回归或多元线性回归的基础上，将自变量或因变量取对数后建立的模型。
这种方法适用于因变量和自变量之间呈现指数关系的情况。
对数线性回归分析可以通过最小二乘法进行参数估计，并用于预测因变量的对数。
4.多项式回归分析：多项式回归分析是在多元线性回归的基础上，将自变量进行多项式变换后建立的模型。
它可以用于捕捉自变量和因变量之间的非线性关系。
多项式回归分析可以通过最小二乘法估计参数，并进行预测。
5.非线性回归分析：非线性回归分析是一种更一般的回归分析方法，用于建立自变量和因变量之间的非线性关系模型。
这种方法可以适用于任意形式的非线性关系。
非线性回归分析可以通过最小二乘法或其他拟合方法进行参数估计，用于预测因变量的值。
6.逐步回归分析：逐步回归分析是一种变量选择方法，用于确定最重要的自变量对因变量的解释程度。
它可以帮助选择最佳的自变量组合，建立最合适的回归模型。
逐步回归分析可以根据其中一种准则（如逐步回归F检验、最大似然比等）逐步添加或删除自变量，直到最佳模型被找到为止。
线性回归分析
线性回归分析线性回归分析是一种常见的统计分析方法，主要用于探索两个或多个变量之间的线性关系，并预测因变量的值。
在现代运营和管理中，线性回归分析被广泛应用于市场营销、财务分析、生产预测、风险评估等领域。
本文将介绍线性回归分析的基本原理、应用场景、建模流程及常见误区。
一、基本原理线性回归分析基于自变量和因变量之间存在一定的线性关系，即当自变量发生变化时，因变量也会随之发生变化。
例如，销售额与广告投入之间存在一定的线性关系，当广告投入增加时，销售额也会随之增加。
线性回归分析的目标是找到这种线性关系的最佳拟合线，并利用该线性方程来预测因变量的值。
二、应用场景线性回归分析可以应用于许多不同的领域，例如：1.市场营销。
通过分析销售额和广告投入之间的关系，企业可以确定最佳的广告投入量，从而提高销售额。
2.财务分析。
线性回归分析可以用于预测公司的收入、费用和利润等财务指标，并帮助企业制定有效的财务战略。
3.生产预测。
通过分析生产量和生产成本之间的关系，企业可以确定最佳的生产计划，从而提高生产效率。
4.风险评估。
通过分析不同变量之间的关系，企业可以评估各种风险并采取相应的措施，从而减少损失。
三、建模流程线性回归分析的建模流程包括以下步骤：1.确定自变量和因变量。
自变量是用来预测因变量的变量，而因变量是需要预测的变量。
2.收集数据。
收集与自变量和因变量相关的数据，并进行初步的数据处理和清理工作。
3.拟合最佳拟合线。
利用最小二乘法拟合最佳拟合线，并计算相关的统计指标（如拟合优度、标准误等）。
4.判断线性关系的签ificance。
利用t检验或F检验来判断线性关系的签ificance，并进行推断分析。
5.进行预测。
利用已知的自变量的值，通过线性方程来预测因变量的值。
四、常见误区在进行线性回归分析时，有一些常见的误区需要注意：1.线性假设误区。
线性回归分析建立在自变量和因变量之间存在线性关系的基础之上，如果这种关系不是线性的，则建立的回归模型将失效。
统计学中的线性回归分析
统计学中的线性回归分析在统计学中，线性回归分析是一种最常见的应用之一。
线性回归分析是一种用于建立两个或多个变数之间关系的方法。
在这种分析中，一个或多个独立变量被用来预测一个因变量。
线性回归分析被广泛应用于医学、社会科学、自然科学等领域。
什么是线性回归分析？线性回归分析被定义为建立两个或多个变数之间线性关系的方法。
更准确地说，线性回归分析是用来预测连续型变量（因变量）之间关系的方法。
例如，通过线性回归分析可以建立收入和家庭支出之间的关系。
在线性回归中，因变量作为输出变量，而独立变量作为输入变量。
只有一个独立变量和一个因变量的线性回归称为简单线性回归，而有多个独立变量和一个因变量的线性回归称为多元线性回归。
线性回归分析基本原理线性回归分析的基本原理是建立一个数学模型，用以解释因变量的变化。
这个模型被描述为回归方程，它可以被用来求解因变量和独立变量之间的关系。
回归方程显示了一条线性（直线）的趋势，因此被称为线性回归分析。
回归分析有两个关键的部分：截距和回归系数。
回归系数代表着因变量与独立变量之间的关系，截距则是当独立变量取零时因变量的预测值。
线性回归分析的步骤线性回归分析的过程包括以下步骤：1. 定义研究问题：确定要解决的研究问题。
2. 收集数据：收集与研究问题相关的数据。
3. 数据预处理：处理数据，并进行数据清理和预处理以准备数据进行分析。
4. 建立模型：建立具有高度预测能力的回归模型。
5. 模型评估：使用适当的指标，评估模型的性能和准确性。
6. 发现结论：根据模型和数据，得出结论。
线性回归分析的应用线性回归分析可以应用于许多领域中的问题，如社会科学、医学、自然科学和工程学等。
下面将以医学为例来讲解线性回归分析的应用。
在医学研究中，线性回归分析可以用来探索一些生理变量的关系，如心率和血压之间的关系。
研究人员可以收集参与者的心率和血压数据，并使用线性回归分析来确定这些变量之间的相关性。
这些研究可以有助于确定心脏病患者的风险因素，以及对他们进行预防和治疗所需的干预措施。
线性回归分析
2
效果是好的, 在 水平下, 已解释方差(Y的变化中已经解 释的部分)明显大于未解释方差(Y的变化中尚未解释的部 分).
8. F与 R2的关系
F 统计量与R2的统计量的关系, 可以从下式的推演中看到:
F
ˆ y / y e / y
2
2
2 2
n k n k R2 k 1 k 1 1 R2
Y 1 2 X u
ˆ ˆ 其中 1 , 2 为1， 2 的估计值, 则 Y 的计算值Ŷ, 可以
用下式表达:
ˆ ˆ ˆ Y 1 2 X
ˆ ˆ 所要求出待估参数 1 , 2, 要使 Y 与其计算值Ŷ之间 的“误差平方和”最小. 即： 使得
ˆ ˆ ˆ Q (Y Y ) e i2 (Yi 1 2 X i ) 2
2. 普通最小二乘法估计式
在模型中, 代入样本观测值之后, 可得
Y1 1 X 12 X 1k u1 1 2 k Y 1 X X u n n2 nk n
有可能不成立, 以后讨论不成立时如何处理). (5) ui 服从 N(0, 2u )分布; (6) E(Xiuj)=0, 对Xi 的性质有两种解释: a. Xi 视为随机变量, 但与uj无关, 所以(6)成立. b. Xi 视为确定型变量, 所以(6)也成立.
3. 普通最小二乘法 (OLS)
设线性回归模型
2. 高斯基本假设
对于线性回归模型
Yi 1 2 X i ui i =1,2, …,n, n为样本容量.
高斯基本假设如下: (1) ui 为随机变量 ( 本假设成立, 因为我们研究就是不 确定关系). (2) E(ui) =0, 随机干扰项的期望值等于零(本假设成立, 如果其均值不是零, 可以把它并入到 1 中). (3) Var(ui) =2u , 随机干扰项的方差等于常数(本假设 有可能不成立, 以后讨论不成立时如何处理). (4) E(uiuj)=0 (ij) 随机干扰项协方差等于零(本假设
线性回归分析
表：小区超市的年销售额（百万元）与小区常住人口数（万人）统计表
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01-03 回归分析的应用
分析步骤：(一)
11
01-03 回归分析的应用
分析步骤：（二）
反映模型的拟合度
12
01-03 回归分析的应用
分析步骤：（三） • 一元线性回归 y=kx+b
第三组数据的第1个数据（301.665）是回归直线的截距b，第2个数据（ 44.797）也叫回归系数，其实就是回归直线的斜率k。
某一类回归方程的总称回归分析的概念50102?分类1回归分析按照涉及的变量多少分为一一元回归分析多元回归分析2按照自变量和因变量之间的关系类型可分为线性回归分析非线性回归分析回归分析的概念60102?步骤回归分析的概念1
Contents 内 容
01 回归分析的起源 02 回归分析的概念 03 回归分析的应用
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01-03 回归分析的应用
想一想 做一做：
已 知 2009 — 2015 年 淘 宝 “ 双 11 ” 当天销量统计如图所示，请利用散 点图进行回归分析，模拟淘宝“双 11 ” 的 销 量 变 化 规 律 ， 并 预 测 2016年的销量。
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01-03 回归分析的应用
两种回归分析工具使用总结： • 利用回归分析工具进行线性回归的优缺点如下： ① 优点：可以进行一元线性回归，也可以进行多元线性回归。 ② 缺点：只能进行线性回归，不能直接进行非线性回归。 • 利用散点图和趋势线进行回归分析的优缺点如下： ① 优点：不仅能进行线性回归，还能进行非线性回归。 ② 缺点：只能进行一元回归，不能进行多元回归。
线性回归分析
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。
线性回归分析的原理与实现
线性回归分析的原理与实现线性回归分析是一种常见的统计分析方法，用于研究变量之间的关系。
它通过建立一个线性模型，来预测一个或多个自变量对因变量的影响程度。
本文将介绍线性回归分析的原理和实现方法。
一、线性回归分析的原理线性回归分析的核心思想是建立一个线性模型，用于描述因变量和自变量之间的关系。
假设我们有一个因变量Y和一组自变量X1，X2，...，Xn，我们的目标是找到一组系数β0，β1，β2，...，βn，使得线性模型Y = β0 + β1X1 + β2X2 + ... +βnXn能够最好地拟合数据。
为了找到最佳的系数估计值，我们需要最小化观测值与模型预测值之间的差距。
这个差距可以用残差来表示，即观测值与模型预测值之间的误差。
我们的目标是使残差的平方和最小化，即最小二乘法。
最小二乘法的数学表达式为：min Σ(Yi - (β0 + β1X1i + β2X2i + ... + βnXni))^2通过求解最小化残差平方和的问题，我们可以得到最佳的系数估计值，从而建立起线性模型。
二、线性回归分析的实现线性回归分析可以通过多种方法来实现。
下面我们将介绍两种常用的实现方法：普通最小二乘法和梯度下降法。
1. 普通最小二乘法普通最小二乘法是一种解析解的方法，通过求解线性方程组来得到系数的估计值。
假设我们的数据集有m个样本，n个自变量。
我们可以将线性模型表示为矩阵形式：Y = Xβ + ε其中，Y是一个m行1列的向量，表示因变量；X是一个m行n+1列的矩阵，表示自变量和常数项；β是一个n+1行1列的向量，表示系数估计值；ε是一个m行1列的向量，表示误差项。
我们的目标是最小化误差项的平方和，即最小化：min ε^Tε通过求解线性方程组X^TXβ = X^TY，可以得到系数的估计值。
2. 梯度下降法梯度下降法是一种迭代解的方法，通过不断调整系数的估计值来逼近最优解。
梯度下降法的核心思想是通过计算损失函数对系数的偏导数，来确定下降的方向。
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实例二：销售预测
总结词
线性回归分析在销售预测中，可以通过分析历史销售数据，建立销售量与影响因子之间的线性关系， 预测未来一段时间内的销售量。
详细描述
在销售预测中，线性回归分析可以用于分析历史销售数据，通过建立销售量与影响因子（如市场需求 、季节性、促销活动等）之间的线性关系，预测未来一段时间内的销售量。这种分析方法可以帮助企 业制定生产和销售计划。
自相关检验
自相关是指残差之间存在 相关性。应通过图形或统 计检验方法检验残差的自 相关性。
05
线性回归模型的预测与 优化
利用线性回归模型进行预测
确定自变量和因变量
01
在预测模型中，自变量是预测因变量的变量，因变量是需要预
测的目标变量。
建立模型
02
通过收集数据并选择合适的线性回归模型，利用数学公式表示
一元线性回归模型
一元线性回归模型是用来研究一个因变量和一个 自变量之间的线性关系的模型。
它通常用于预测一个因变量的值，基于一个自变 量的值。
一元线性回归模型的公式为：y = b0 + b1 * x
多元线性回归模型
01 多元线性回归模型是用来研究多个自变量和一个 因变量之间的线性关系的模型。
02 它通常用于预测一个因变量的值，基于多个自变 量的值。
线性回归模型与其他模型的比较
01
与逻辑回归的比较
逻辑回归主要用于分类问题，而 线性回归主要用于连续变量的预 测。
02
与决策树的比较
决策树易于理解和解释，但线性 回归在预测精度和稳定性方面可 能更优。
03
与支持向量机的比 较
支持向量机适用于小样本数据， 而线性 Nhomakorabea归在大样本数据上表现 更佳。
线性回归分析
线性回归分析线性回归分析是一种统计学方法，用于建立一个自变量和一个或多个因变量之间的线性关系模型。
它是一种常用的预测和解释性方法，在实际问题的应用广泛。
首先，线性回归分析的基本原理是通过找到最佳拟合直线来描述自变量和因变量之间的关系。
这条直线可以用一元线性回归方程 y =β0 + β1*x 表示，其中y是因变量，x是自变量，β0和β1是回归系数。
通过确定最佳拟合直线，我们可以预测因变量的值，并了解自变量对因变量的影响程度。
其次，线性回归分析需要满足一些假设前提。
首先，自变量和因变量之间呈线性关系。
其次，误差项满足正态分布。
最后，自变量之间不具有多重共线性。
如果这些假设得到满足，线性回归模型的结果将更加可靠和准确。
线性回归分析的步骤通常包括数据收集、模型设定、模型估计和模型检验。
在数据收集阶段，我们要搜集并整理相关的自变量和因变量数据。
在模型设定阶段，我们根据问题的需求选择适当的自变量，并建立线性回归模型。
在模型估计阶段，我们使用最小二乘法来估计回归系数，并得到最佳拟合直线。
在模型检验阶段，我们通过检验回归方程的显著性和模型的拟合程度来评估模型的质量。
通过线性回归分析，我们可以进行预测和解释。
在预测方面，我们可以利用回归模型对新的自变量数据进行预测，从而得到相应的因变量值。
这对于市场预测、销售预测等具有重要意义。
在解释方面，线性回归分析可以帮助我们了解自变量对因变量的影响程度。
通过回归系数的大小和正负，我们可以判断自变量对因变量的正向或负向影响，并量化这种影响的大小。
线性回归分析在许多领域都有广泛的应用。
在经济学中，线性回归模型被用于解释经济变量之间的关系，如GDP与失业率的关系。
在医学领域，线性回归模型可以用于预测患者的疾病风险，如心脏病与吸烟的关系。
在工程领域，线性回归模型可以用于预测材料的强度与温度的关系。
总之，线性回归分析在实践中具有广泛的应用价值。
然而，线性回归分析也存在一些局限性。
首先，线性回归模型只能处理线性关系，对于非线性关系的建模效果不佳。
线性回归分析的基本原理
线性回归分析的基本原理线性回归分析是一种常用的统计分析方法，用于研究自变量与因变量之间的线性关系。
它通过拟合一条直线来描述两个变量之间的关系，并利用这条直线进行预测和推断。
本文将介绍线性回归分析的基本原理，包括模型假设、参数估计、模型评估等内容。
一、模型假设线性回归模型假设自变量与因变量之间存在线性关系，即因变量Y可以用自变量X的线性组合来表示。
线性回归模型可以表示为：Y = β0 + β1X + ε其中，Y表示因变量，X表示自变量，β0和β1表示模型的参数，ε表示误差项。
模型的目标是通过估计参数β0和β1来找到最佳的拟合直线，使得预测值与观测值之间的误差最小。
二、参数估计线性回归模型的参数估计通常使用最小二乘法来进行。
最小二乘法的基本思想是通过最小化观测值与预测值之间的误差平方和来估计参数。
具体而言，参数估计的目标是找到一组参数β0和β1，使得误差平方和最小化。
参数估计的公式如下：β1 = Σ((Xi - X_mean)(Yi - Y_mean)) / Σ((Xi - X_mean)^2)β0 = Y_mean - β1 * X_mean其中，Xi和Yi分别表示第i个观测值的自变量和因变量，X_mean和Y_mean分别表示自变量和因变量的均值。
三、模型评估在进行线性回归分析时，需要对模型进行评估，以确定模型的拟合程度和预测能力。
常用的模型评估指标包括残差分析、决定系数和假设检验。
1. 残差分析残差是观测值与预测值之间的差异，残差分析可以用来检验模型的拟合程度和误差分布是否符合模型假设。
通常，残差应该满足以下几个条件：残差的均值为0，残差的方差为常数，残差之间相互独立，残差服从正态分布。
通过绘制残差图和正态概率图，可以对残差进行可视化分析。
2. 决定系数决定系数是评估模型拟合程度的指标，表示因变量的变异程度中可以由自变量解释的比例。
决定系数的取值范围为0到1，越接近1表示模型的拟合程度越好。
决定系数的计算公式如下：R^2 = 1 - (SSR / SST)其中，SSR表示回归平方和，SST表示总平方和。
线性回归分析
线性回归分析线性回归是一种广泛应用于统计学和机器学习的分析方法，用于建立和预测两个变量之间的线性关系。
它可以帮助我们理解变量之间的相互作用和影响，并进行未来的预测。
本文将介绍线性回归的基本原理、模型建立过程和一些应用实例。
一、线性回归的基本原理线性回归的目标是通过一条直线（或超平面）来拟合数据点，使得预测值和实际观测值之间的误差最小。
这条直线的方程可以表示为：y=β0+β1*x+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。
线性回归的核心假设是，自变量x和因变量y之间存在线性关系，并且误差项ε服从正态分布。
在此基础上，线性回归通过最小二乘法来估计回归系数β0和β1的值，使得预测值和实际值的误差平方和最小。
二、线性回归的模型建立过程1.数据准备：收集包含自变量和因变量的样本数据，确保数据的质量和准确性。
2.模型选择：根据自变量和因变量之间的性质和关系，选择合适的线性回归模型。
3.模型拟合：使用最小二乘法来估计回归系数β0和β1的值，计算出拟合直线的方程。
4.模型评估：通过误差分析、残差分析等方法来评估模型的拟合效果和预测能力。
5.模型应用：利用已建立的模型进行预测和推断，帮助决策和预测未来的结果。
三、线性回归的应用实例线性回归可以应用于各个领域和实际问题中，下面以几个典型的实例来说明其应用：1.经济学：通过分析自变量（如GDP、通货膨胀率）对因变量（如消费水平、投资额）的影响，可以建立GDP与消费的线性回归模型，预测未来消费水平。
2.市场营销：通过分析广告投入与销售额之间的关系，可以建立销售额与广告投入的线性回归模型，帮助制定广告投放策略。
3.医学研究：通过收集患者的生理指标（如血压、血糖水平）和疾病状况，可以建立生理指标与疾病发展程度的线性回归模型，帮助疾病诊断和治疗。
4.金融风险管理：通过分析利率、汇率等宏观经济变量与企业盈利、股价波动之间的关系，可以建立风险预警模型，帮助企业进行风险控制和决策。
线性回归分析
r 2 SSR / SST 1 SSE / SST L2xy Lxx Lyy
❖
两个变量之间线性相关的强弱可以用相关系数r(Correlation
coefficient)度量。
❖ 相关系数（样本中 x与y的线性关系强度）计算公式如下：
❖ 统计学检验，它是利用统计学中的抽样理论来检验样本 回归方程的可靠性，具体又可分为拟合程度评价和显著 性检验。
1、拟合程度的评价
❖ 拟合程度，是指样本观察值聚集在估计回归线周围的紧密 程度。
❖ 评价拟合程度最常用的方法是测定系数或判定系数。 ❖ 对于任何观察值y总有：( y y) ( yˆ y) ( y yˆ)
当根据样本研究二个自变量x1，x2与y的关系时，则有
估计二元回归方程： yˆ b0 b1x1 b2 x2
求估计回归方程中的参数，可运用标准方程如下：
L11b1+L12b2=L1y
L12b1+L22b2=L2y b0 y b1 x1 b2 x2
例6：根据表中数据拟合因变量的二元线性回归方程。
21040
x2
4 36 64 64 144 256 400 400 484 676
2528
练习3：以下是采集到的有关女子游泳运动员的身高（英寸）和体
重（磅）的数据: a、用身高作自变量，画出散点图 b、根据散点图表明两变量之间存在什么关系？ c、试着画一条穿过这些数据的直线，来近似身高和体重之间的关 系
测定系数与相关系数之间的区别
第一，二者的应用场合不同。当我们只对测量两个变量之间线性关系的 强度感兴趣时，采用相关系数；当我们想要确定最小二乘直线模型同数据符 合的程度时，应用测定系数。
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
线性回归分析
线性回归分析随着社会的发展，经济体制的改革，经济管理人员迫切需要了解到投资项目或者是工程项目的影响因素，这些对投资项目具有直接或间接的影响，通过各种各样的经济分析和技术分析方法来进行综合评价。
为了使我国在日趋激烈的竞争中立于不败之地，必须注重微观管理的决策水平，强化管理手段，而其中最有效的手段之一就是运用线性回归分析方法来确定最优方案。
线性回归分析就是根据两个或多个随机变量X、 Y的相关关系，将X的值代入一个参数方程，求出解，再利用参数的数值判断该方程能否描述这两个变量之间的关系。
线性回归分析的主要作用在于：第一，判断两个随机变量是否线性相关；第二，确定参数；第三，检验假设。
一、线性回归分析方法的介绍回归分析是数理统计的基础，它可以确定被试某种因素和某些指标之间的函数关系，也可以确定一组指标与另一组指标之间的函数关系。
一般我们常用的是线性回归分析。
线性回归分析，也称为“回归”，是数学统计学的一个基本概念。
所谓线性回归，就是依照“自变量”与“因变量”的关系，运用数学公式，将自变量的变化，导致因变量的变化，用回归方程描绘出来。
回归分析是一门应用性很强的学科，在解决实际问题时，既可以从数学上证明或计算出有关结果，又可以直接利用回归分析的结果加以利用，从而弥补了试验设计的不足。
1、解释变量变量就是要研究的因变量，通过解释变量来解释自变量的变化。
2、自变量自变量就是我们要研究的原因变量，即导致投资项目X变化的原因。
3、回归直线通过回归直线将自变量Y与因变量X之间的相互关系表现出来，反映自变量变化情况，并说明因变量X的变化对自变量Y的影响。
4、相关系数相关系数是一种表示自变量与因变量之间关系密切程度的统计量。
在同一时期内，各因素间的相关程度，相关大小的程度用r来表示。
5、 R统计量R统计量是研究对比某两种现象之间的数量关系的统计量。
2、自变量就是我们要研究的原因变量，即导致投资项目X变化的原因。
3、回归直线通过回归直线将自变量Y与因变量X之间的相互关系表现出来，反映自变量变化情况，并说明因变量X的变化对自变量Y的影响。
线性回归分析方法
线性回归分析方法线性回归是一种常用的统计分析方法，用于研究自变量与因变量之间的线性关系。
本文将介绍线性回归的基本原理、模型假设、参数估计方法以及结果解释等内容，帮助读者更好地理解和应用线性回归分析方法。
一、线性回归的基本原理线性回归假设自变量和因变量之间存在线性关系，通过拟合一个线性方程来描述这种关系。
假设我们有一个因变量Y和一个自变量X，线性回归模型可以表示为：Y = β0 + β1X + ε其中，β0是截距，β1是自变量的回归系数，ε是误差项，表示模型无法完全解释的因素。
线性回归的目标是找到最佳的回归系数，使得预测值与真实值之间的误差最小化。
二、线性回归的模型假设在线性回归分析中，有几个关键的假设前提需要满足：1. 线性关系假设：自变量和因变量之间的关系是线性的。
2. 独立性假设：观测样本之间是相互独立的，误差项之间也是独立的。
3. 同方差性假设：误差项具有相同的方差，即误差项的方差在不同的自变量取值下是恒定的。
4. 正态性假设：误差项服从正态分布。
如果以上假设不满足，可能会导致线性回归分析的结果不可靠。
三、线性回归的参数估计方法线性回归的参数估计方法通常使用最小二乘法（Ordinary Least Squares, OLS）来确定回归系数。
最小二乘法的思想是通过最小化观测值与估计值之间的残差平方和来拟合回归模型。
具体而言，我们可以通过以下步骤来估计回归系数：1. 计算自变量X和因变量Y的均值。
2. 计算自变量X和因变量Y与其均值的差。
3. 计算X与Y的差乘积的均值。
4. 计算X的差的平方的均值。
5. 计算回归系数β1和β0。
四、线性回归模型的结果解释线性回归模型的结果可以用来解释自变量对因变量的影响程度以及回归系数的显著性。
通常我们会关注以下几个指标：1. 回归系数：回归系数β1表示自变量X单位变化时，因变量Y的平均变化量。
回归系数β0表示当自变量X为零时，因变量Y的平均值。
2. R平方：R平方是衡量模型拟合优度的指标，它表示因变量Y的变异中有多少百分比可以由自变量X来解释。
线性回归分析(Linear Regression)
线性回归分析（Linear Regression ）是描述一个因变量（Dependent variable ）Y 与一个或多个自变量（Independent variable ）X 间的线性依存关系。
可以根据一批样本值来估计这种线性关系，建立回归方程。
用回归方程可以进行预测、控制以及由易测变量X 求得难测变量Y 等等。
多元线性回归还可起到对影响因素的识别作用。
回归分析要求应变量Y 服从正态分布，X 可以是随机变动的，也可以是人为取值的变量。
Linear 过程用于建立回归方程；回归方程的配合适度检验包括回归方程和回归系数（或偏回归系数）的假设检验、残差分析；直线回归的区间估计和直线相关及偏相关分析。
直线回归方程：y = a + b x步骤 1描述 2散点图3回归方程 b=sum((X-Xmean)(Y-Ymean))/sum(X-Xmean) 2 a=Ymean-bXmean4检验方程是否成立：方差分析数据准备及过程结果：RegressionDescriptive Statistics2.9025.41441249.33335.280012肺活量升体重公斤Mean Std. DeviationN统计表Correlations1.000.749.7491.000..003.003.12121212肺活量升体重公斤肺活量升体重公斤肺活量升体重公斤Pearson Correlation Sig. (1-tailed)N 肺活量升体重公斤PEARSON 相关系数r=0.749,体重公斤2.503.003.50肺活量升✌✌✌✌✌✌✌✌✌✌✌✌相关系数假设检验H0: ρ=0 两变量无直线相关关系H1: ρ≠0 两变量有直线相关关系a=0.05t=r/sqrt((1-r2)/n-2)t=3.58 v=10 0.005>p>0.002,按a=0.05水平拒绝H0,接受H1，体重与肺活量间成正直线关系引入或剔险变量表模型摘要表SS总（TOTAL SQUARES）=SS回（REGRESSION）+SS剩（RESIDUAL）假设 H0 β总体回归系数=0 无直线关系H1 β≠0 有直线关系a=0.05方程： Y肺活量=0.000413（constant）+0.058833X(体重)****PEMS 结果出现重大偏倚****│直线回归│数据文件名：E:\医学统计\学习笔记\直线回归.xls自变量X的变量名: F1因变量Y的变量名: F2样本例数: n=11均数和标准差───────────────────────变量均数标准差───────────────────────X 50.0000 4.9800Y 2.9345 0.4188───────────────────────直线回归方程:Y=-0.134+0.0614X直线回归的假设检验:方差分析表─────────────────────────────────────变异来源离均差平方和自由度均方 F P ─────────────────────────────────────总 1.7537 10回归 0.9341 1 0.9341 10.2569 0.0108 剩余 0.8196 9 0.0911─────────────────────────────────────【本分析结果完毕】。
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3.用参数估计值替代初始值，将方程再次展开，进行线性化，从而又可 一点的导数求得。
以求出一批参数估计值。
4.如此反复，直至参数估计值收敛为止。
04 总结
回归模型的原理及应用
模型表达形式
模型的基本 假定
模型的估计
模型的检验
05 案例
05 案例
05 案例
学生化残差是残差除以它的标准差 后得到的数值，用以直观地判断误 差项服从正态分布这一假定是否成 立 ，若假定成立，学生化残差的 分布也应服从正态分布。学生化残 差由普通残差推导出，在数据诊断 与残差分析 为零、方差为σ2正态分布。 即，μi ∼ N（0，σ2）
Part 03
多元线性回归模 型
03 多元线性回归模型
03 最小二乘法原理
原理：利用样本回归函数估计总体回归函数，是根据一个给定的包含n组X和Y观测数据的样 本，建立样本回归函数，使估计值尽可能接近观测值YiYˆi。最小二乘原理就是根据使样本剩 余的平方和达到最小的准则，确定模型中的参数，建立样本回归函数（回归系数的最小二乘 估计，包括截距系数和斜率系数）。
2.回归模型的分类 （1）按模型中自变量的多少，分为一元回归模型和多元回归模型。 （2）按模型中参数与被解释变量之间是否线性，分为线性回归模型和非线性回归模型。
01 相关方法演示
“分析”
“相关”
“双变量” “偏相关”
“距离”
双变量：用于进行两个/多个变量间的参 数/非参数相关分析，计算两个变量之间 相关性的强弱,如果是多个变量，则给出 两两相关的分析结果。 偏相关：如果需要进行相关分析的两个 变量其取值均受到其他变量的影响，就 可以利用偏相关分析对其他变量进行控 制，输出控制其他变量影响后的相关系 数。 距离：比较特殊的中间过程，调用此过 程可对同一变量内部各观察单位间的数 值或各个不同变量间进行相似性或不相 似性（距离）分析，前者用于检测观测 值的接近程度，后者则常用于考察各变 量的内在联系和结构。
01 回归分析
1. 回归分析是研究某一被解释变量（因变量）与另一个或多个解释变量（自变量）间 的依存关系， 其目的在于根据已知的解释变量值或固定的解释变量值（重复抽样）来估计 和预测被解释变量的总体平均值。
在研究某一社会经济现象的发展变化规律时，所研究的现象或对象称为被解释变量， 它是分析的对象，把引起这一现象变化的因素称为解释变量，它是引起这一现象变化的原因。
回
归
分 析
汇报人：
YOUTH GRADUATION
JAPANESE PURE AND FRESH
——线性回归
目 录CONTENTS
01 相关与回归基 本概念
02 一元线性回归 模型
03 多元线性回归 模型
04 非线性回归模 型
Part 01
相关与回归基本概
念
01 相关与回归基本概念
1.函数关系与相关关系
假定3独立同分布假定.
在给定任意Xi、Xj的条件下 ，μi 、μj不相关。即， Cov(μi, μj)=0。
假定4.等方差假定
对于每一个Xi，μi的条件方 差是一个等于σ2 的常数。即，Var(μi | Xi)=σ2 。
假定2. 正交假定
在给定Xi的条件下，Xi和μi 不相关。即，Cov(μi, Xi)=0 。
非线性回归模型一般可以表示为：
期望函数
1.首先为所有未知参数指定一个初始值，然后将原方程按泰勒级数展开， 在数学中，泰勒级数
并只取一阶各项作为线性函数的逼近，其余项均归入误差。
（英语：Taylor series） 用无限项连加式——级
2.然后采用最小二乘法对模型中的参数进行估计。
数来表示一个函数，这 些相加的项由函数在某
累加值
微分 求解
截距系数和斜率系数
（残差平方和）
03 模型检验
1.拟合优度检验： 拟合优度是指样本回 归直线对观测数据拟 合的优劣程度。
2.t检验(回归系 数估计量的检 验）
t分布表
3.F检验: 检验因变量Y和自变 量Xi的线性关系是否 显著。（谢宇）
(F分布表）
t分布表
F分布表
03 模型适用条件
05 案例
05 案例
05 案例
谢
谢
观 看
YOUTH GRADUATION
JAPANESE PURE AND FRESH
JAPANESE PURE AND FRESH
例如：消费支出Y与可支配收入X之间有一定的关系，在一定范围内，收入增加，在理论上 可以估计出增加的消费支出额。但应看到，可支配收入虽然是影响消费支出的重要因素， 却不是唯一的因素。因此，根据可支配收入并不能精确的求出消费支出，也就不能用精确 的函数关系表达式来表示这两个变量之间的关系。
01 相关关系的类型
01 相关分析
相关是指变量与变量之间关联性的强弱，来描述线性关系的密切程度。 一般所说的相关分析均是指两个连续变量的相关性，但实际上任意测量尺度的两个变 量都可以有相应的指标来描述其相关程度大小，并且也可以对两组甚至多组变量进行相关分 析。如果要用统计指标对变量数量联系的密切程度进行表述，则应当进行相关分析。 相关系数用r表示，是反映两个变量之间关系的量化指标。r值的范围[-1,1]， r>0是 正相关，r<0是负相关。相关系数的绝对值反映相关的强度，r的绝对值越接近1，说明相关 性越好；r的绝对值越接近0，说明相关性越差。
多元线性回归模型的适用条件和简单一元线性回归模型类似，但为了保证参数 估计值的稳定，还需要注意模型的样本量的要求。比如说模型中需要纳入5个自变量， 则样本量应当在100以上（记录数应当在希望分析的自变量数的20倍以上为宜），少 于此数可能会出现检验效能不足的问题。
Part 04
非线性回归模型
03 非线性回归模型
函数关系（确定关系）：一个变量能被其他变量按某一规律唯一确定，对应的关系，y完全 依赖x,各观测点落在一条线上。
例如：当每吨水的价格为P元时，居民应缴纳的水费Y（元）与用水量X（吨）之间的关系 可表示为Y=PX。
相关关系（非确定性关系）：变量之间确实存在着数量关系，但不是严格确定的关系，各 观测点分布在直线周围。
01 回归方法演示
“分析” “回归” 线性、曲线估计、二元 Logistic...
Part 02
一元线性回归模 型
02
02 线性回归模型的基本假定
以一元线性回归模型Yi= β0 + β1Xi + μi为例
假定1.正交假定
在给定Xi的条件下，μi的条 件均值为零。即，E(μi | Xi)=0。