Множественный регрессионный анализ.

Параметры уравнения множественной регрессии можно оценить методом наименьших квадратов, составив и решив систему нормальных линейных уравнений.

Кроме того, для линейной множественной регрессии существует другой способ реализации МНК при оценке параметров - через b -коэффициенты (через параметры уравнения регрессии в стандартных масштабах).

Модель регрессии в стандартном масштабе предполагает, что все значения исследуемых признаков переводятся в стандарты (стандартизованные значения) по формулам:

, j=1;m,

где х ji - значение переменной хj i в i-ом наблюдении.

.

Таким образом, начало отсчета каждой стандартизованной переменной совмещается с ее средним значением, а в качестве единицы изменения принимается ее среднее квадратическое отклонение s . Если связь между переменными в естественном масштабе линейная, то изменение начала отсчета и единицы измерения этого свойства не нарушат, так что и стандартизованные переменные будут связаны линейным соотношением:

.

Для оценки β-коэффициентов применим МНК. При этом система нормальных уравнений будет иметь вид:

rx 1 y=b 1+rx1 x2∙ b2+…+ rx 1 xm∙b m

rx 2 y= rx 2 x1∙ b1+b 2+…+ rx2 xm∙b m

…

rxmy = rxmx 1∙b 1+rxmx2∙ b 2+…+ bm

Найденные из данной системы b–коэффициенты позволяют определить значения коэффициентов в регрессии в естественном масштабе по формулам:

, j=1; m; .

Показатели тесноты связи факторов с результатом.

Если факторные признаки различны по своей сущности и (или) имеют различные единицы измерения, то коэффициенты регрессии bj при разных факторах являются несопоставимыми. Поэтому уравнение регрессии дополняют соизмеримыми показателями тесноты связи фактора с результатом, позволяющими ранжировать факторы по силе влияния на результат. К таким показателям тесноты связи относят: частные коэффициенты эластичности, b –коэффициенты, частные коэффициенты корреляции.

Частные коэффициенты эластичности Э j рассчитываются по формуле: . Частный коэффициент эластичности показывают, на сколько процентов в среднем изменяется признак-результат y с изменением признака-фактора х j на один процент от своего среднего уровня при фиксированном положении других факторов модели. В случае линейной зависимости Э j рассчитываются по формуле: , где – оценка коэффициента регрессии при j–ом факторе.

Стандартизированные частные коэффициенты регрессии - b -коэффициенты (b j ) показывают, на какую часть своего среднего квадратического отклонения s у изменится признак-результат y с изменением соответствующего фактора х j на величину своего среднего квадратического отклонения ( s х j) при неизменном влиянии прочих факторов (входящих в уравнение).

По коэффициентам эластичности и b -коэффициентам могут быть сделаны противоположные выводы. Причины этого: а) вариация одного фактора очень велика; б) разнонаправленное воздействие факторов на результат.

Коэффициент bj может также интерпретироваться как показатель прямого (непосредственного) влияния j-ого фактора (xj) на результат (y). Во множественной регрессии j-ый фактор оказывает не только прямое, но и косвенное (опосредованное) влияние на результат (т.е. влияние через другие факторы модели). Косвенное влияние измеряется величиной: , где m- число факторов в модели. Полное влияние j-ого фактора на результат равное сумме прямого и косвенного влияний измеряет коэффициент линейной парной корреляции данного фактора и результата – rxj,y.

Коэффициент частной корреляции измеряет «чистое» влияние фактора на результат при устранении воздействия прочих факторов модели.

Для расчета частных коэффициентов корреляции могут быть использованы парные коэффициенты корреляции.

Для случая зависимости y от двух факторов можно вычислить 2 коэффициента частной корреляции:

,

(фактор х2 фиксирован).

(фактор х1 фиксирован).

Это коэффициенты частной корреляции 1-ого порядка (порядок определяется числом факторов, влияние которых устраняется).

Частные коэффициенты корреляции, рассчитанные по таким формулам изменяются от –1 до +1. Они используются не только для ранжирования факторов модели по степени влияния на результат, но и также для отсева факторов. При малых значениях ryxm / x1,x 2… xm -1 нет смысла вводить в уравнение m-ый фактор, т.к. его чистое влияние на результат несущественно.

Коэффициенты множественной детерминации и корреляции характеризуют совместное влияние всех факторов на результат.

По аналогии с парной регрессией можно определить долю вариации результата, объясненной вариацией включенных в модель факторов ( d 2), в его общей вариации (s 2 y). Ее количественная характеристика – теоретический множественный коэффициент детерминации (R 2 y(x 1,..., xm)). Для линейного уравнения регрессии данный показатель может быть рассчитан через b-коэффициенты, как:

.

- коэффициент множественной корреляции. Он принимает значения от 0 до 1 (в отличии от парного коэффициента корреляции, который может принимать отрицательные значения). Поэтому R не может быть использован для интерпретации направления связи. Чем плотнее фактические значения yi располагаются относительно линии регрессии, тем меньше остаточная дисперсия и, следовательно, больше величина Ry(x 1,..., xm). Таким образом, при значении R близкомк 1, уравнение регрессии лучше описывает фактические данные и факторы сильнее влияют на результат. При значении R близком к 0 уравнение регрессии плохо описывает фактические данные и факторы оказывают слабое воздействие на результат.

29. Вариация: понятие, основные показатели. Билет 20