2018-10-20

多元線性回歸

????????在回歸分析中含衔,如果有兩個或兩個以上的自變量,就稱為多元回歸二庵。事實上贪染,一種現(xiàn)象常常是與多個因素相聯(lián)系的,由多個自變量的最優(yōu)組合共同來預(yù)測或估計因變量催享,比只用一個自變量進(jìn)行預(yù)測或估計更有效杭隙,更符合實際。因此多元線性回歸比一元線性回歸的實用意義更大因妙。

公式

——多元線性回歸模型

1.建立模型

????????以二元線性回歸模型為例 痰憎,二元線性回歸模型如下:

????????類似的使用最小二乘法進(jìn)行參數(shù)估計:

2.擬合優(yōu)度指標(biāo)

????????標(biāo)準(zhǔn)誤差:對y值與模型估計值之間的離差的一種度量票髓。其計算公式為:

3.置信范圍

????????置信區(qū)間的公式為:置信區(qū)間=

其中, tp是自由度為 n-k? 的 t 統(tǒng)計量數(shù)值表中的數(shù)值,n? 是觀察值的個數(shù)铣耘,k? 是包括因變量在內(nèi)的變量的個數(shù)洽沟。

估計方法

1.普通最小二乘法

????????普通最小二乘法(Ordinary Least Square, OLS)通過最小化誤差的平方和尋找最佳函數(shù)。通過矩陣運(yùn)算求解系數(shù)矩陣:

2.廣義最小二乘法

????????廣義最小二乘法(Generalized Least Square)是普通最小二乘法的拓展蜗细,它允許在誤差項存在異方差或自相關(guān)裆操,或二者皆有時獲得有效的系數(shù)估計值。公式如:

其中炉媒,Ω是殘差項的協(xié)方差矩陣踪区。

分析

1、多元回歸分析與簡單線性回歸區(qū)別

多個自變量x

2橱野、多元回歸模型

3朽缴、多元回歸方程

4、估計多元回歸方程

一個樣本被用來計算

的點估計

5水援、估計流程(與簡單線性回歸類似)

6密强、估計方法

????????使sum of squares最小,

????????運(yùn)算與簡單線性回歸類似蜗元,涉及線性代數(shù)和矩陣代數(shù)的運(yùn)算

7或渤、舉例

????????一家快遞公司送貨,X1:運(yùn)輸里程奕扣;X2:運(yùn)輸次數(shù)薪鹦;Y:總運(yùn)輸時間

8、描述參數(shù)含義

????????b1:平均每多送1英里惯豆,運(yùn)輸時間延長0.0611小時

????????b2:平均每多一次運(yùn)輸池磁,運(yùn)輸時間延長0.923小時

9、預(yù)測

????????問題:如果一個運(yùn)輸任務(wù)是跑102英里楷兽,運(yùn)輸6次地熄,預(yù)計時間是多長?

10芯杀、如果自變量里面有分類型變量(categorical data)端考,如何處理?

11揭厚、對第一個表格的數(shù)據(jù)却特,快遞公司運(yùn)輸問題用Python進(jìn)行代碼實現(xiàn)

????????將運(yùn)輸里程、運(yùn)輸次數(shù)筛圆、總運(yùn)輸時間按列的形式保存到文件TransportData.csv文件中裂明,如下圖:

Python3.7實現(xiàn)代碼為:

運(yùn)行結(jié)果:

transportData: [[ 100. 4. 9.3]

[? 50.? ? 3.? ? 4.8]

[ 100.? ? 4.? ? 8.9]

[ 100.? ? 2.? ? 6.5]

[? 50.? ? 2.? ? 4.2]

[? 80.? ? 2.? ? 6.2]

[? 75.? ? 3.? ? 7.4]

[? 65.? ? 4.? ? 6. ]

[? 90.? ? 3.? ? 7.6]

[? 90.? ? 2.? ? 6.4]]

X: [[ 100.? ? 4.]

[? 50.? ? 3.]

[ 100.? ? 4.]

[ 100.? ? 2.]

[? 50.? ? 2.]

[? 80.? ? 2.]

[? 75.? ? 3.]

[? 65.? ? 4.]

[? 90.? ? 3.]

[? 90.? ? 2.]]

Y: [ 9.3? 4.8? 8.9? 6.5? 4.2? 6.2? 7.4? 6.? 7.6? 6.4]

coefficients: [ 0.06231881? 0.88000431]

intercept: -0.807517256255

y_pred: [ 10.82902718]

12、當(dāng)自變量中有分類變量(如:車型)時太援,多元線性回歸處理

????????將分類變量轉(zhuǎn)化成0闽晦,1轰绵,2等數(shù)字來表示。0:小車尼荆,1:SUV,2:卡車唧垦,轉(zhuǎn)碼格式為:用一個3維數(shù)表示捅儒,所用車輛類型為1,其余車型為0.

????????將運(yùn)輸里程振亮、運(yùn)輸次數(shù)巧还、運(yùn)輸車型、總運(yùn)輸時間按列的形式保存到文件TransportData2.csv文件中坊秸,轉(zhuǎn)碼格式如下圖:

將轉(zhuǎn)碼后的數(shù)據(jù)保存在TransportData2.csv文件中:

總結(jié)

????????好啦麸祷,以上是線性回歸算法,我希望自己能多專研機(jī)器學(xué)習(xí)方面的知識并結(jié)合實例進(jìn)行闡述褒搔。

????????讓人遺憾的是阶牍,簡書不支持?jǐn)?shù)學(xué)公式,所以我大部分地方是從我的word文檔里面貼圖過來的星瘾,花費我大量的時間不說走孽,可能有些地方難免會失去數(shù)學(xué)本來的味道。

????????寫這篇文章的目的琳状,一是幫助自己加深對機(jī)器學(xué)習(xí)算法的理解磕瓷;二是很希望能幫助到需要的同學(xué),大家共同進(jìn)步念逞。

????????本人知識水平有限困食,如有錯誤之處,還請大家多多諒解翎承。

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
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