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高中数学线性回归方程公式 在进行线性回归时,为什么最小二乘法是最优方法?

浏览量:2301 时间:2021-03-14 18:17:06 作者:admin

在进行线性回归时,为什么最小二乘法是最优方法?

对于线性回归,无论用LSE(最小二乘估计)还是MLE(极大似然估计),都是基于不同的假设而已,LSE是直接假设object function,而MLE假设的是distribution,这里在gauss noise下,他们恰好formula相同而已。

anyway,他们都不一定会match ground truth。至于假设是否靠谱,我们还得通过假设实验进行验证。

什么是最小二乘法原理和一元线性回归?

最小二乘法是一种线性回归的方法

所谓线性回归

其实就是在平面直角坐标系里有一系列的点

然后模拟一条直线

让这条直线尽可能地与这些点契合

得出直线方程y=αx β 即为线性回归方程

而所谓最小二乘

就是假设回归直线为y=αx β

则对于平面上的每个点An的坐标(xk,yk)

将xk代入回归方程 可以求出一个yk"

另δk=yk"-yk 就是回归直线上的点 和 实际点的偏差

这样对于所有的点An都会有一个偏差δn与之对应

我们所要做出的回归直线 要尽可能地与平面上的点契合

那么就是要尽量让这些偏差尽可能地小

但是由于有些点在直线上方 有些点在直线下方

则求出的δ有正有负 所以不能够直接相加

所以我们就想出一个办法 将δ平方后确保为正 然后相加

这样令所有的δ的平方和尽可能小 得到的直线就是最小二乘法求出的最优回归直线

由于直线有两个未知数α和β

所以求最小的方法就是对α和β分别求偏导数 令两个偏导数都为0

求出α和β 对应的直线方程y=αx β 就是最小二乘法求出的最优回归直线方程

总的来说 所谓最小二乘

二乘 就是要对每个点对于直线的偏差δ进行平方保正

最小 就是让每个点对于直线的偏差的平方和最小

不知道这样说能否理解

简述用加权最小二乘法消除一元线性回归中的异方差的思想和方法?

普通最小二乘估计就是寻找参数的估计值使离差平方和达极小。其中每个平方项的权数相同,是普通最小二乘回归参数估计方法。在误差项等方差不相关的条件下,普通最小二乘估计是回归参数的最小方差线性无偏估计。然而在异方差的条件下,平方和中的每一项的地位是不相同的,误差项的方差大的项,在残差平方和中的取值就偏大,作用就大,因而普通最小二乘估计的回归线就被拉向方差大的项,方差大的项的拟合程度就好,而方差小的项的拟合程度就差。由OLS求出的仍然是的无偏估计,但不再是最小方差线性无偏估计。所以就是:对较大的残差平方赋予较小的权数,对较小的残差平方赋予较大的权数。这样对残差所提供信息的重要程度作一番校正,以提高参数估计的精度。

加权最小二乘法的方法:

最小二乘法求线性回归方程中的系数a,b怎么求?

用最小二乘法求回归直线方程中的a,b有下面的公式:

最小二乘法:总离差不能用n个离差之和来表示,通常是用离差的平方和,即作为总离差,并使之达到最小,这样回归直线就是所有直线中Q取最小值的那一条,这种使“离差平方和最小”的方法,叫做最小二乘法:

由于绝对值使得计算不变,在实际应用中人们更喜欢用:Q=(y1-bx1-a)² (y2-bx-a²) 。。。 (yn-bxn-a)²

这样,问题就归结于:当a,b取什么值时Q最小,即到点直线y=bx a的“整体距离”最小。

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