【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!
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体長(cm) xi |
体重(g) yi |
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1 |
7.6 |
48 |
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2 |
8.2 |
57 |
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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.
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英語 xi |
数学 yi |
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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 |
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13 |
45 |
52 |
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14 |
14 |
34 |
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15 |
65 |
68 |
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16 |
58 |
85 |
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17 |
55 |
47 |
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18 |
43 |
58 |
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19 |
54 |
77 |
|
20 |
66 |
74 |
|
21 |
79 |
88 |
|
22 |
40 |
69 |
|
23 |
80 |
98 |