统计推断

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统计推断

2024-07-04 21:09| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、线性回归描述

• 父亲身高与儿子身高存在相关(相关关系)

• 可否通过父亲身高预测儿子的身高?

• 新生儿的体重与体表面积存在相关

• 可否通过体重预测体表面积?(依存关系)

1、概述

例 为研究大气污染物一氧化氮(NO)的浓度是否受到汽车流量、气候状况等因素的影响,选择24个工业水平相近的城市的一个交通点,统计单位时间过往的汽车数(千辆)、同时在低空的相同高度测定了该时间段平均气温(℃)、空气湿度(%)、风速(m/s)以及空气 中一氧化氮(NO)的浓度(ppm),数据如表所示。

研究目的

• 通过探讨与一氧化氮(NO)浓度相关的影响因素,为控制空气污染提供依据。

• 研究一个变量的变化(如空气中NO浓度)受到另外一个或一些变量(如车流量)变化的制约。这些问题在统计学中采用线性回归模型(linear regression model)来进行分析。

基本概念

• 回归分析中,若YX_{1}X_{2},…,X_{m}的改变而改变,则称Y为反应变量(response variable),又称为因变量(dependent variable);

X_{1}X_{2},…,X_{m} 为解释变量(explanatory variable),又称为自变量(independent variable),通常我们把自变量看作影响 因素(factors)。

• 简单线性回归(simple linear regression)——自变量个数仅一个

• 多重线性回归(multiple linear regression)——自变量个数超过两个

X 可以是随机变量,也可以是人为选择的数值

• Y 是按某种规律变化的连续型随机变量

2、简单线性回归模型

例,只考虑NO浓度与车流量的关系,以NO浓度为因变量,车流量为自变量,采用线性回归分析。问题如下:

问题

1. NO浓度随车流量的增加而增加吗?——散点图

2. 是直线趋势还是曲线趋势?——散点图

3. 如何采用回归方程定量地描述车流量对大气中NO浓度的影响?——线性回归方程

4. 车流量每增加100辆,NO浓度平均会增加多少?——回归方程的b值(回归系数)

5. 车流量对NO浓度的影响有统计学意义吗?——假设检验

6. 车流量对NO浓度的影响(贡献)有多大?——决定系数R^{2}

7. 如何由车流量预测大气中NO平均浓度?——个体的容许区间、均数的置信区间

8. 如何通过控制车流量达到控制空气中NO浓度的目的?——根据求得的回归方程和给定的Y-hat值,求X值。

散点图

简单线性回归方程

以下为总体的线性回归方程,\mu _{Y|X}表示在给定的X数值的情况下,Y值的总体平均水平。

回归系数的含义

\beta的统计学意义是X每增加(或减少)一个单位,Y平均改变\beta个单位(即Y的均数\mu _{Y|X}改变\beta个单位)。\beta越大表示YX增减变化的趋势越陡。

\beta的意义

\beta>0,表明YX呈同向线性变化趋势;

\beta



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