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回归、相关与伪相关

頻出约 25 分钟4 个术语过去问 3 题

本单元目标

  • 能够说明最小二乘法为什么要先把残差平方再求合计。
  • 能够区分回归分析中的说明变量和目标变量,并理解用公式估算数值的流程。
  • 能够读出相关的方向和强弱,并把存在因果的关系与伪相关区分开来。
术语总表(4 个)
术语一句话处理的对象作为线索的量或形式
最小二乗法把各点与直线的偏差平方后求和,并使这个合计最小,以此确定直线等公式的方法用直线等拟合数据偏差平方的合计
回帰分析建立公式,用作为线索的变量值来说明、预测另一个变量值的方法预测与说明公式(例:y = a + bx)
相関と因果区分“联动增减”的关系与“原因和结果”的关系关系的方向、强弱以及是否存在原因表示联动方向和强弱的 -1~+1 的值
擬似相関由于第三个因素,两个没有直接关系的量看起来像是相关只是表面上的相关同时影响两者的另一个因素

术语

最小二乗法最小二乘法

在术语表中打开 最小二乗法

最小二乘法(最小二乗法)是把数据各点与直线在纵向上的偏差(残差,残差)平方后求和,并使这个合计最小,以此确定直线等公式的方法。

数据点残差残差的平方
点 P+39
点 Q-11
点 R-24
合计0(看不出偏差)14(偏差的大小得以保留)

残差是实际值减去直线所示值得到的差,点在直线上方时为正,在下方时为负。直接相加会让正负相互抵消,所以要先平方,使每个值都不小于 0,再求合计。平方后偏差越大的点分量越重,因此直线容易被远离其他点的数据拉过去。

类比就像为几户人家设一个共用的公交站:离得越远的人家,不便程度算得越重,然后选出这些不便合计最小的位置。

考点

  • 易混把残差(残差)直接相加,正负可能相互抵消而得到 0,因此不能用来衡量拟合得好不好。最小二乘法比较的是残差平方后的合计。

回归分析(回帰分析)是用公式表示变量之间的关系,从而由作为线索的变量值来说明、预测另一个变量值的分析方法。

  1. 收集数据
  2. 用最小二乘法确定直线
  3. 回归方程 y = a + bx
  4. 由新的 x 估算 y

把尚未观测到的 x 值代入公式,估算出 y 的值。

4 / 4

作为预测线索的变量称为说明变量(説明変数),被预测的变量称为目标变量(目的変数)。说明变量只有一个、用直线(y = a + bx)表示关系的叫一元回归分析(単回帰分析),说明变量有多个的叫多元回归分析(重回帰分析)。

类比就像根据以往散步的步数和消耗热量记录做一张速查表,再按明天打算走的步数来估算会消耗多少热量。

记法这个名称源于高尔顿的研究:即使父母身高偏高或偏矮,子女的身高也有向平均值“回归(regress)”的倾向。

考点

  • 常考用直线公式(一次式)表示两个量的关系,并由其中一个的值估算另一个的值,这种方法就是回归分析。
  • 易混主成分分析(主成分分析)是把众多变量归纳为少数综合指标来概括信息,与建立公式预测数值的回归分析目的不同。

该术语的过去问 2 题 回帰分析

相関と因果相关与因果

在术语表中打开 相関と因果

在相关与因果(相関と因果)中,相关指两个量联动增减的关系,因果指一方作为原因引起另一方的关系,有相关并不一定有因果。

把两个量分别放在横轴和纵轴上、将数据描成点的图叫散点图(散布図),点向右上方排列是正相关(正の相関),向右下方排列是负相关(負の相関)。相关的方向和强弱用相关系数(相関係数)表示,取值在 -1 到 +1 之间,绝对值越接近 1 关系越强,越接近 0 越弱。要说存在因果,不能只看两者是否联动,还要确认改变一方时另一方确实随之变化。

类比每天早上搭同一班电车的两个人,总是一起出现在车站,但并不是其中一人把另一人带来的。

记法日语的「相関」「因果」与中文字面一致:“相”是“相互”的相,“因果”就是“有因才有果”,字面上已经分清哪边是原因、哪边是结果。

考点

  • 常考点向右下方排列的散点图(散布図)表示负相关(負の相関),即一个量越增加,另一个量越倾向于减少。
  • 常考相关系数(相関係数)越接近 +1,“一方的值大,另一方的值也大”这种关系就越强。
  • 易混负相关并不是“关系弱”的意思。相关系数 -0.9 表示的关系比 +0.3 更强。

该术语的过去问 2 题 相関と因果

「回归分析」与「相关与因果」的区别

比较点回归分析相关与因果
关键目的建立由一方的值预测另一方的值的公式衡量两个量之间关系的方向和强弱
结果的形式回归方程(例:y = a + bx)相关系数(-1~+1)
变量的处理区分说明变量和目标变量不区分两个量,平等对待

伪相关(擬似相関)是指两个没有直接因果关系的量,由于同时影响两者的第三个因素(第三の要因)而看起来相关的现象。

見かけの相関

第三の要因

変数X

変数Y

第三个因素也称为混杂因素(交絡因子),它一变化,两个量就会一起变动,因此数据上可能出现很强的相关。这时即使操纵其中一方,另一方也不会改变,所以只凭相关来决定对策是不会见效的。

类比一到夏天,电风扇和刨冰都卖得很好,但并不是刨冰带动了电风扇的销量,而是炎热同时推动了两者。

记法「擬似」的“拟”与“拟声”“拟态”的“拟”相同,意为“模仿得像真的”;英文 spurious 也是“虚假的”意思。

考点

  • 易混如果只在第三个因素处于同一水平的数据之间比较,伪相关就会消失或减弱。存在直接因果的关系,这样比较后依然会保留。

「相关与因果」与「伪相关」的区别

比较点相关与因果伪相关
关键关系的实质如果存在因果,一方会直接带动另一方两者没有直接联系,是第三个因素同时带动两者
只在第三个因素处于同一水平的数据之间比较时因果带来的关系依然保留相关消失或减弱

要点

  • 最小二乘法按残差平方合计最小的原则确定公式。回归分析中的直线一般就是用这种方法求出的。
  • 回归分析是建立公式、由说明变量来说明和预测目标变量的方法。
  • 相关系数取 -1~+1 之间的值,符号表示关系的方向,绝对值表示强弱。
  • 仅有相关并不能说明存在因果。当第三个因素同时带动两者时,即使没有直接关系也会出现伪相关。

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