【回帰分析】  

 

   S = Σ{ yi −( axi + b ) } 2   (ただしi = 1〜n )  ⇒ 最小にする (最小二乗法という)

         

  

 

 

  

 

 

 

 

 

( axi + b ) のパラメータ a,bを変化させて,Sを最小にするには?

Sのaのみを微小変化(兮)させても,Sは変化しない(儡/兮 = 0)

微分の考え方と同じであるが,aのみを微小変化させたことを示すために次式で表す.

S /∂a = 0 

同様に        S /∂b = 0

この2つの関係を同時に満たす,a,bを探してあげればいい.

 

  そこで実際にS = Σ{ yi −( axi + b ) } 2 をa,bで偏微分する.

    Zi =  yi −( axi + b ) と置くと 

  S = ΣZi 2

S /∂a  =(∂S /∂Zi )(∂Zi /∂a )

= Σ2Zi - xi = - 2Σ{ yi −(axi + b) } xi = - 2 { Σyi xi −aΣxi 2 - bΣxi } = 0

S /∂b  =(∂S /∂Zi )(∂Zi /∂b )

=  Σ2Zi - 1) = - 2Σ{ yi −(axi + b) } = - 2  { Σyi  − aΣxi− bΣ1 }   = 0

 

  これを整理すると(1)(2)になる.

aΣxi 2  +  bΣxi  =Σxi yi    (1)

aΣxi   +  b n   = Σyi     (2)

  

 (1),(2)において, P = Σxi 2, Q = Σxi   R = Σyi xi  S= Σyi  と置くと..

   a P  +  b Q =  R         (1-1)       

   a Q  +  b n =  S         (1-2)   

 

(1-1), (1-2)を解いてみると..

a = ( n R – Q S ) / ( n P – Q2 )     

b = ( P S – Q R ) / ( n P – Q2 )

 

【演習1】 EXCELを用いて,次のデータからa, bを求めよ.

 グラフ「近似曲線の追加」によって求めたものと一致するか確認せよ!

 

 

体長(cm)

xi

体重(g)

yi

1

7.6

48

2

8.2

57

3

9.6

58

4

7.1

44

5

10.3

56

6

8.5

36

7

9.3

60

8

10.6

61

 

 

【演習2】 EXCELを用いて,次のデータからa, bを求めよ.

 

 

英語

xi

数学

yi

1

49

61

2

75

86

3

59

63

4

87

98

5

78

86

6

94

89

7

69

81

8

70

75

9

58

65

10

68

59

11

82

96

12

83

53

13

45

52

14

14

34

15

65

68

16

58

85

17

55

47

18

43

58

19

54

77

20

66

74

21

79

88

22

40

69

23

80

98