课件-5-Matlab软件包与多元回归.doc

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1、Matlab软件包与多元回归回归分析的方法以及“回归（Regress）”这个名称的起源，统计学史上一般归功于英国生物学家、统计学家FrancisGalton（著名的Darwin的表哥，cousinofCharlesDarwin）。FrancisGalton（1822～1911）K.Pearson（1857～1936）问题：考察人体的某项指标，比如说：身高。假设父辈的身高为，孩子的身高为，身高具有遗传性，，但是，父辈的身高又不能完全决定孩子的身高。局部说来，父辈是高个子，子女也是高个子，父辈是矮个子，子女也是矮个子。总体观察，这个结论不对（否则，长期进化之后，人

2、类的身高应该两极分化：很高的人与很矮的人）。FGalton的学生KPearson观察了1078对夫妇，以每对夫妇的平均身高为，取他们的一个成年儿子的身高为，全体父母身高的平均值吋。KPearson观察得到：①父母的身高中等，即，（吋）时，（吋），看起来遗传起作用；②父母的身高较高时，（吋）时，（吋），子女的身高变小了；③父母的身高较矮时，（吋）时，（吋），子女的身高变大了。观察说明，父母的身高到了高和矮的边界时，总有某种力量将子女的身高拉向中心平均值，这就叫回归（Regress）。正是由于这种现象，Galton用“Regress”一词来描述与的关系，尽管，这种

3、“向中心回归”的现象只在特殊的领域观察得到，不具有普遍性，但是，统计学界使用习惯了，所以，沿用至今。回归（Regress）的这种性质，可以得到理论上的说明。设，，的相关系数，则可以证明，线性回归方程17中的系数满足，当时，，这一点解释了Galton指出的“Regress”现象：父辈身高的方差，子女身高的方差，在一代之间变化不大，故可以假设。于是，令，，从线性回归方程得到：，以及，这样，就可以得到对于具体的，有，从可以看出：当时，尽管，，也增加，但是，增加一个单位，并不相应增加一个单位，相当于打了折，这就解释了“向中心回归”的现象。注：在许多实际问题中有，此时，

4、“向中心回归”的现象就不存在了。（一）一般多元回归一般在生产实践和科学研究中，人们得到了参数和因变量的数据，需要求出关系式，这时就可以用到回归分析的方法。如果只考虑是线性函数的情形，当自变量只有一个时，即，中时，称为一元线性回归，当自变量有多个时，即，中时，称为多元线性回归。进行线性回归时，有4个基本假定：①待定参数（系数）是线性关系；②残差是独立的；③残差满足正态分布。④残差满足方差奇性（所谓方差齐性指的就是我们要比较的几组数据是独立的、且服从同方差的正态分布）；在Matlab软件包中有一个做一般多元回归分析的命令regress，调用格式如下：[b,bint

5、,r,rint,stats]=regress(y,X,alpha)或者[b,bint,r,rint,stats]=regress(y,X)此时，默认置信度alpha＝0.05。这里，y是一个的列向量，X是一个的矩阵，其中第一列是全1向量（这一点对于回归来说很重要，这一个全1列向量对应回归方程的常数项），一般情况下，需要人工造一个全1列向量。回归方程具有如下形式（待定参数17具有线性关系）：其中，是残差。在返回项[b,bint,r,rint,stats]中，①是回归方程的系数；②是一个矩阵，它的第行表示的(1-alpha)可信区间；③是的残差列向量；④是矩阵，它

6、的第行表示第个残差的(1-alpha)可信区间；注释：残差与残差区间杠杆图，最好在0点线附近比较均匀的分布，而不呈现一定的规律性，如果是这样，就说明回归分析做得比较理想。①一般的，返回4个值：值、F_检验值、阈值，与显著性概率相关的值（如果这个值不存在，则，只输出前3项）。注释：（1）一般说来，值越大越好。（2）人们一般用以下统计量对回归方程做显著性检验：F_检验、t_检验、以及相关系数检验法。Matlab软件包输出F_检验值和阈值。一般说来，F_检验值越大越好，特别的，应该有F_检验值。我国著名统计学家许宝禄（1910～1970）教授证明：F检验有多方面的优

7、良性。（3）与显著性概率相关的值应该满足。如果，则说明回归方程中有多余的自变量，可以将这些多余的自变量从回归方程中剔除（见下面逐步回归的内容）。这几个技术指标说明拟合程度的好坏。这几个指标都好，就说明回归方程是有意义的。例1（Hamilton，1987）数据如下：序号YX1X2112.372.239.66212.662.578.94312.003.874.40411.933.106.64511.063.394.91613.032.838.52713.133.028.04811.442.149.0517912.863.047.711010.843.265.111

8、111.203.395.051211.