Regresní a korelační analýza

Podobné dokumenty
Regresní a korelační analýza

Regresní a korelační analýza

Regresní a korelační analýza

Regresní a korelační analýza

Testování hypotéz o parametrech regresního modelu

Testování hypotéz o parametrech regresního modelu

Statistika (KMI/PSTAT)

You created this PDF from an application that is not licensed to print to novapdf printer (

1 Tyto materiály byly vytvořeny za pomoci grantu FRVŠ číslo 1145/2004.

Parametry hledáme tak, aby součet čtverců odchylek byl minimální. Řešením podle teorie je =

Normální (Gaussovo) rozdělení

INDUKTIVNÍ STATISTIKA

Tomáš Karel LS 2012/2013

LINEÁRNÍ REGRESE. Lineární regresní model

KGG/STG Statistika pro geografy

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

MĚŘENÍ STATISTICKÝCH ZÁVISLOSTÍ

Aplikovaná matematika I

Stanovení manganu a míry přesnosti kalibrace ( Lineární kalibrace )

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie

Regresní analýza 1. Regresní analýza

Normální (Gaussovo) rozdělení

Bodové a intervalové odhady parametrů v regresním modelu

Regrese. používáme tehdy, jestliže je vysvětlující proměnná kontinuální pokud je kategoriální, jde o ANOVA

MÍRY ZÁVISLOSTI (KORELACE A REGRESE)

Korelační a regresní analýza

RNDr. Eva Janoušová doc. RNDr. Ladislav Dušek, Dr.

Statistika. Regresní a korelační analýza Úvod do problému. Roman Biskup

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

Cvičící Kuba Kubina Kubinčák Body u závěrečného testu

4ST201 STATISTIKA CVIČENÍ Č. 10

odpovídá jedna a jen jedna hodnota jiných

Regrese. 28. listopadu Pokud chceme daty proložit vhodnou regresní křivku, musíme obvykle splnit tři úkoly:

Statistická analýza jednorozměrných dat

Matematické modelování Náhled do ekonometrie. Lukáš Frýd

Metoda nejmenších čtverců Michal Čihák 26. listopadu 2012

Korelační a regresní analýza. 1. Pearsonův korelační koeficient 2. jednoduchá regresní analýza 3. vícenásobná regresní analýza

Kalibrace a limity její přesnosti

Tomáš Karel LS 2012/2013

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

Univerzita Pardubice Fakulta chemicko technologická Katedra analytické chemie Licenční studium Management systému jakosti

Kanonická korelační analýza

(motto: An unsophisticated forecaster uses statistics as a drunken man uses lamp-posts - for support rather than for illumination.

MATEMATIKA III V PŘÍKLADECH

Odhad parametrů N(µ, σ 2 )

UNIVERZITA PARDUBICE

Kontingenční tabulky, korelační koeficienty

Regresní analýza. Eva Jarošová

Základy biostatistiky II. Veřejné zdravotnictví 3.LF UK - II

Úloha 1: Lineární kalibrace

6. Lineární regresní modely

SEMESTRÁLNÍ PRÁCE X. Aproximace křivek Numerické vyhlazování

STATISTIKA A INFORMATIKA - bc studium OZW, 1.roč. (zkušební otázky)

Pearsonův korelační koeficient

Testování statistických hypotéz

Měření závislosti statistických dat

10. Předpovídání - aplikace regresní úlohy

Cvičení ze statistiky - 3. Filip Děchtěrenko

Odhad parametrů N(µ, σ 2 )

UNIVERZITA PARDUBICE. 4.4 Aproximace křivek a vyhlazování křivek

mezi studenty. Dále bychom rádi posoudili, zda dobrý výsledek v prvním testu bývá doprovázen dobrým výsledkem i v druhém testu.

ANOVA. Semestrální práce UNIVERZITA PARDUBICE. Fakulta chemicko-technologická Katedra analytické chemie

Pravděpodobnost v závislosti na proměnné x je zde modelován pomocí logistického modelu. exp x. x x x. log 1

Náhodné veličiny jsou nekorelované, neexistuje mezi nimi korelační vztah. Když jsou X; Y nekorelované, nemusí být nezávislé.

5 Vícerozměrná data - kontingenční tabulky, testy nezávislosti, regresní analýza

Aplikovaná statistika v R - cvičení 3

Kontingenční tabulky, korelační koeficienty

Plánování experimentu

UNIVERZITA PARDUBICE FAKULTA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ

ANALÝZA VZTAHU DVOU SPOJITÝCH VELIČIN

6. Lineární regresní modely

Kalibrace a limity její přesnosti

Aplikovaná statistika v R - cvičení 2

KGG/STG Statistika pro geografy

13.1. Úvod Cílem regresní analýzy je popsat závislost hodnot znaku Y na hodnotách

Bodové a intervalové odhady parametrů v regresním modelu

POLYNOMICKÁ REGRESE. Jedná se o regresní model, který je lineární v parametrech, ale popisuje nelineární závislost mezi proměnnými.

Stručný úvod do testování statistických hypotéz

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

Aproximace a interpolace

Korelace. Komentované řešení pomocí MS Excel

Cvičení ze statistiky - 9. Filip Děchtěrenko

UNIVERZITA PARDUBICE

12. cvičení z PST. 20. prosince 2017

Kalibrace a limity její přesnosti

KALIBRACE A LIMITY JEJÍ PŘESNOSTI. Semestrální práce UNIVERZITA PARDUBICE. Fakulta chemicko-technologická Katedra analytické chemie

Lineární regrese. Komentované řešení pomocí MS Excel

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA. Testování hypotéz o rozdělení

4EK211 Základy ekonometrie

UNIVERZITA PARDUBICE Fakulta chemicko-technologická Katedra analytické chemie Nám. Čs. Legií 565, Pardubice

Testování statistických hypotéz

Testování hypotéz a měření asociace mezi proměnnými

TESTOVÁNÍ HYPOTÉZ STATISTICKÁ HYPOTÉZA Statistické testy Testovací kritérium = B B > B < B B - B - B < 0 - B > 0 oboustranný test = B > B

SEMESTRÁLNÍ PRÁCE. Leptání plasmou. Ing. Pavel Bouchalík

Neparametrické metody

UNIVERZITA PARDUBICE

Transkript:

Regresní a korelační analýza Mějme dvojici proměnných, které spolu nějak souvisí. x je nezávisle (vysvětlující) proměnná y je závisle (vysvětlovaná) proměnná Chceme zjistit funkční závislost y = f(x).

Metody zpracování naměřených závislotí 1. Funkce, která v uzlových bodech x i nabývá zadané hodnoty y i. Interpolace pro x z intervalu (x min, x max ) Extrapolace pro x mimo interval (x min, x max ) 2. Funkce, která uzlovými body obecně neprochází. Aproximace - neznáme typ funkční závislosti y = f(x) Regrese - známe typ funkční závislosti y = f(x), cílem je určit z naměřených dat parametry f(x) tak, aby funkce co nejlépe vystihla naměřenou závislost Při regresi je funkční závislost předem daná např. teoretickým vztahem, kdežto aproximační funkce bývá volena bez hlubšího fyzikálního významu.

Metoda nejmenších čtverců Přímým měřením získáme dvojic veličin [x i, y i ], které v kartézské soustavě os x, y můžeme znázornit jako bodový graf. Předpokládejme, že mezi x a y existuje funkční vztah y = f(x) známého tvaru. Pokud by při měření nevznikaly náhodné chyby, pak by všechny body [x i, y i ] ležely na křivce y = f(x). Ve skutečnosti však platí y i = f(x i ) + ε i, kde ε i je náhodná chyba i- tého měření. Body [x i, y i ] jsou rozptýleny kolem hledané regresní křivky, která má být co nejvěrnějším obrazem funkce y = f(x). Hledáme tedy takové parametry a, b, c, (tzv. regresní koeficienty) daného typu funkce y = f(x; a, b, c, ), aby se její průběh co nejvíce přimykal k zadaným bodům [x i, y i ].

Metoda nejmenších čtverců

Hledáme kritérium přiléhavosti regresní křivky k experimentálním bodům. ejvěrohodnější je tzv. reziduální (zbytkový) součet čtverců. S = resid. Metoda nejmenších čtverců y i f x i 2

Metoda nejmenších čtverců Hledáme tedy takové parametry a, b, c, (tzv. regresní koeficienty) daného typu funkce y = f(x; a, b, c, ), aby se její průběh co nejvíce přimykal k zadaným bodům [x i, y i ]. Hledáme tedy takové parametry a, b, c, které by minimalizovaly zbytkový součet čtverců. S resid. S = 0, resid. S = 0, resid. = 0,... a b c ejběžnější regresní metoda se proto nazývá metoda nejmenších čtverců.

Lineární regrese jedné proměnné Ukažme si proložení přímky y = a + bx naměřenými body [x i, y i ] metodou nejmenších čtverců. Reziduální součet čtverců odchylek je S = resid. Hledáme takové S resid. a = 2 y i a b x i = 2 S resid. a = 2 y i f x i 2 = y i a b x i 2 a a b, aby rez. součet čtverců byl minimální. y i a x i b x i = 2 y i a b x i y i a x i =0 x i b x i 2 =0

Lineární regrese jedné proměnné Ukažme si proložení přímky y = a + bx naměřenými body [x i, y i ] metodou nejmenších čtverců. Reziduální součet čtverců odchylek je S = resid. Hledáme takové S resid. a = 2 y i a b x i = 2 S resid. a = 2 y i f x i 2 = y i a b x i 2 a a b, aby rez. součet čtverců byl minimální. y i a x i b x i = 2 y i a b x i y i a x i =0 x i b x i 2 =0

=LIREGRESE OOa Calc i MS Excel nabízí několik funkcí počítajících parametry lineární regrese. ejlepší je =LIREGRESE(DataY;DataX;Typ;Parametr). Výstup funkce LIREGRESE: (odhad parametru b) (odhad parametru a) (odhad chyby parametru b) (odhad chyby parametru a) (koeficient determinace*) (chyba odhadu) F (F-statistika**) df (počet stupňů volnosti) S t - S r (rozdíl celkové a reziduální S r (reziduální suma čtverců odchylek*) sumy čtverců odchylek*)

Kvalita regresního modelu Kvalita zvoleného regresního modelu (tj. vhodnost vybrané regresní funkce a odhad jejích výběrových regresních koeficientů) se testuje. Výchozí veličinou je při tom reziduální součet čtverců S resid. (červeně), pomocnou celkový součet čtverců S t (modře). S resid. = S = t y i f x i 2 y i 1 2 y i Koeficient determinace r 2 = 1 S resid. S t r 2 > 0,95 se často považuje za dobré kritérium pro přijetí zvoleného modelu

Korelační analýza Při korelační analýze prověřujeme existenci závislosti mezi x a y a těsnost této závislosti. Budeme předpokládat lineární závislost mezi dvěma veličinami. Pearsonův korelační koeficient Při testování existence lineárního vztahu mezi proměnnými se používá odmocnina z koeficientu determinace r 2, která se nazývá (Pearsonův) korelační koeficient r. Korelační koeficient se počítá pomocí funkce =CORREL() nebo ze vztahu: r= x i x y 1 y x i x 2 y i y 2

Pearsonův korelační koeficient Korelační koeficient může nabývat hodnot od -1 do 1. Čím více se r blíží 1, tím těsnější je závislost. Je-li r = 1, body x,y, leží na přímce, je-li r = 0, mezi body není žádný lineární vztah. Je-li r > 0, s rostoucím x roste i y, je-li r < 0, s rostoucím x naopak y klesá. Zdůrazněme, že korelační koeficient detekuje lineární závislost.

Záludnosti korelačního koeficientu 1) Je citlivý na odlehlé hodnoty.

Záludnosti korelačního koeficientu 2) Detekuje pouze lineární závislost. 3) Korelace neznamená příčinnou souvislost.

Test korelačního koeficientu Ukázali jsme, že korelační koeficient popisuje těsnost korelace mezi proměnnými x a y. Pokusme se nyní zjistit, jestli mezi proměnnými existuje vůbec nějaká (byť velmi slabá) souvislost. a začátku předpokládáme, že je korelační koeficient nulový (lineární závislost mezi x a y neexistuje). Testovací kritérium: t= r 1 r 2 2 Kritickou hodnotou t 1-α (-2) jsou kvantily Studentova rozdělení s -2 stupni volnosti pro zvolenou hladinu významnosti α, které najdeme ve statistických tabulkách nebo vypočítáme pomocí funkce =T.IV.T2(α,-2) nebo =TIV(α,-2).