資料科學從頭學(五) Linear Regression
(文章內容皆為記錄本人之學習過程,非以分享為目的) 1.數學基礎: 微積分、線性代數、統計學之檢定 2.用途: 1)迴歸分析屬於多變量分析的一種,所謂多變量分析是用於 分析 多個變數間的關聯 。 2)迴歸分析分為線性與非線性,主要用於連續尺度,且至少一個 相依變數 的問題( 獨立變數 可以是一個或多個),針對離散的變數另有變化形式的羅吉斯回歸...等方法處理。 本篇文章純探討線性回歸中的 Simple Linear Regression、Multiple Linear Regression p.s. 相依變數:又稱反應變數,就是真正想比較、想了解的東西。 獨立變數:又稱解釋變數,想藉由本因素找出與相依變數的關聯性。 3)統計學亦有很多迴歸的章節,針對廣義線性模型分類如下 4)多變項線性迴歸的變數選取是一個值得探討的重點主題,其嚴重影響模型的擬合度與解釋性。 3.理論 : Linear Regression 即為用一條直線來擬合點位資料,而縱軸(Y軸)通常是我們比較關心的相依變數,X軸是用來尋找關係的獨立變數,可以一個或多個,也可以多方嘗試找到最好的組合。 該直線的表示方式如下: 上圖可知簡單線性迴歸是多變項線性迴歸的一個特例。 參數估計方法分為最小平方估計法(Least squares estimate method),也就是讓每個真實資料點的y值(相依變數)與擬合線的距離平方總和最小化,此問題可用多變函數求極值的數學方法求解: 上式Q為差的總和,分別對各參數偏微分後可以得到k+1個多項式,如下: 以上可以用正規方程(Normal equation)或是梯度下降法(Gradient descent)來解,但一般特徵不太多的話,用正規方程的效果會比較好,如下: 解完參數後即可帶回方程式,並得到我們的直線。 4. 討論: 1)模型基本假設: a.線性(Linearity):獨立變數與相依變數為線性關係。 b.條件常態分布(Multivariate normality): ...