理论教育 概率论与数理统计:非线性回归线性化的处理

概率论与数理统计:非线性回归线性化的处理

时间:2023-10-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:前面讨论了线性回归问题,对线性情形我们有了一整套的理论与方法.在实际中常会遇见更为复杂的非线性回归问题,此时一般是采用变量代换法将非线性模型线性化,再按照线性回归方法进行处理.例如:模型其中a,b,σ2 为与t 无关的未知参数,只要令x=sin t,即可将上式化为一元线性回归方程式.模型其中a,b,c,σ2 为与t 无关的未知参数.令x1=t,x2=t2 得它为多元线性回归的情形.模型令y′=,则

概率论与数理统计:非线性回归线性化的处理

前面讨论了线性回归问题,对线性情形我们有了一整套的理论与方法.在实际中常会遇见更为复杂的非线性回归问题,此时一般是采用变量代换法将非线性模型线性化,再按照线性回归方法进行处理.例如:

模型

其中a,b,σ2 为与t 无关的未知参数,只要令x=sin t,即可将上式化为一元线性回归方程式.

模型

其中a,b,c,σ2 为与t 无关的未知参数.令x1=t,x2=t2

它为多元线性回归的情形.

模型

令y′=,则有y=a+bx′+ε,ε~N(0,σ2),即化为一元线性回归方程式.

模型

令x′=ln x,则有y′=a+bx′+ε,ε~N(0,σ2),又可化为一元线性回归方程式.

另外,还有下述模型

其中Q 为已知函数,且设Q(y)存在单值的反函数,a,b,σ2 为与x 无关的未知参数.这时,令z=Q(y),得

在求得z 的回归方程和预测区间后,再按z=Q(y)的逆变换,变回原变量y.我们就分别称它们为关于y 的回归方程和预测区间.此时y 的回归方程的图形是曲线,故又称为曲线回归方程.

例10.5 某钢厂出钢时所用的盛钢水的钢包,由于钢水对耐火材料的侵蚀,容积不断扩大.通过试验,得到了使用次数x 和钢包增大的容积y 之间的17 组数据,见表10.5,求使用次数x 与增大容积y 的回归方程.

表10.5(www.daowen.com)

解 散点图如图10.5 所示.从图中可以看出y 与x 呈倒指数关系,ln y=a+b+ε,记y′=ln y,x′=,求出x′,y′的值(表10.6).

图10.5

表10.6

作(x′,y′)的散点图,如图10.6 所示.

图10.6

可见各点基本上在一直线上,故可设

经计算,得

于是y′关于x′的线性回归方程为

换回原变量得

现对x′与y′的线性相关关系的显著性用F 检验法进行检验,得

检验结论表明,此线性回归方程的效果是显著的.

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