一元线性拟合是指两个变量x、y之间的直线因果关系,
Yi01Xii (i=1,2,…,n) (式1)
其中,(Xi,Yj)表示(X,Y)的第i个观测值,0,1为参数,01Xi为反映统计关系直线的分量,i为反映在统计关系直线周围散布的随机分量,
i~N(0,2),i服从正态分布。式1中0,1均为未知数,根据样本数据对0和1进行统计,0和1的估计值为b0和b1,建立一元线性方程:
Yb0b1X (式2)
一般而言,所求的b0和b1应能使每个样本观测点(Xi,Yj)与拟合直线之间的偏差尽可能小。
2,最小二乘法原理
利用最小二乘法原理,可以选出一条最能反映Y与X之间关系规律的直线。 令Q[Yi(b0b1Xi)]2 (式3)
i1n其中Q达到最小值,b0和b1称为最小二乘法估计量,根据微积分中极值的必要条件
nQ2[Yi(b0b1Xi)]0 (式4) b0i1nQ2[Yi(b0b1Xi)]Xi0 b1i1b1(Xi1ni1niX)(YiY)i(Xi1ni1niX)Yi (式5)
i(XX)2(XX)2b0Yb1X
残差eiYiYiYib0b1Xi 代表观测点对于拟合直线的误差
可以证明:
(YY)(YY)(Y2iii2i1i1i1nnniY)2
残差越小,各观测值聚焦在拟合直线周围的紧密程度就越大,说明直线与观测值的拟合越好。
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