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
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。
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。
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 →
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 →
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。
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。
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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