關(guān)于最小二乘法公式

在統(tǒng)計(jì)學(xué)中,我們常常會用到一種分析方法——回歸直線方程擬合樣本。這種方法無論是在電力系統(tǒng)分析還是在金融數(shù)據(jù)分析方面都非常有用,但是在使用過程中,我一直不明白回歸直線的公式是怎樣得來的,于是我通過查閱資料,自己也進(jìn)行了一系列的推導(dǎo),終于是弄明白了這一過程。今天我通過這篇文章和大家分享一下,希望能幫助到大家。

首先我們看一下回歸直線方程的公式:

圖片來源:百度

一般來說,再進(jìn)行回歸分析時(shí),我們可以直接套用這個(gè)公式,但是這個(gè)公式并不好記憶,常常會混淆,所以這里還還是了解一下他的推導(dǎo)過程。

首先,這個(gè)公式的推導(dǎo)要從它的原理出發(fā),既然是擬合直線,就是要將坐標(biāo)系上的樣本點(diǎn)擬合到一條直線上,如下圖所示:

圖片來源:百度

通過將樣本點(diǎn)擬合為一條直線,進(jìn)而進(jìn)行一定的分析和預(yù)測,這即是它的目的,而如何得到這條直線呢?就是要找到一條最能符合這些樣本點(diǎn)的一條直線,方法并不困難,我們可以這樣理解,要想使這些點(diǎn)能夠完美地?cái)M合,就是要保證這些點(diǎn)和擬合后的直線挨得非常近,從這個(gè)角度出發(fā),我們可以大膽斷定,當(dāng)這些樣本點(diǎn)到直線距離最近時(shí),我們即可得到該擬合直線。

從上圖中,我們假設(shè)這些樣本點(diǎn)坐標(biāo)為(xi,yi),而紅線的長度就是點(diǎn)到直線的距離di,因?yàn)閺淖鴺?biāo)系角度來看,點(diǎn)在直線兩邊都有分布,所以距離有正有負(fù),因此我們可以把計(jì)算對象變?yōu)榫嚯x的平方di^2(平方和最小即距離和最小),我們假設(shè)直線方程為y=bx+a,利用偏導(dǎo)數(shù)求極值,可以得到下面的推導(dǎo)過程:

圖片來源:亞健康

以上即為回歸直線方程公式的推導(dǎo)過程,希望能夠幫助到大家。

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