最小二乘法——线性回归背后的数学,探究其公式的诞生过程

如题所述

第1个回答  2024-08-21
最小二乘法是线性回归的核心工具,它源于工程师吉诺试图预测比萨斜塔未来倾斜度的实践中。通过散点图,吉诺发现数据点呈现正相关,即在一条具有正斜率的直线上。线性回归的目标是找到这条直线的函数,以预测塔的倾斜度。

相关系数r是理解线性关系的关键,它衡量了变量间的强度和方向。皮尔逊公式计算r,当r接近1或-1,意味着强相关;而接近0则表示弱相关或无相关。计算公式考虑了数据点的分布、离散程度以及距离轴的远近,以准确评估相关性。

最小二乘法的核心在于寻找一条直线,使得所有数据点到这条直线的垂直距离平方和最小。公式中,每个点的预测值(ŷ_i)是线性函数的结果,通过调整系数以优化误差。在实际应用中,如比萨斜塔案例,通过计算得出的函数和相关系数,可以预测未来的倾斜度。

通过吉诺回归的例子,我们看到最小二乘法在实际问题中的应用,它简化了复杂的数学计算,使我们能够用线性模型预测塔的倾斜趋势。线性回归在现代数据分析中不可或缺,但实际操作中通常借助计算器或软件来执行。
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