間違いしかありません.コメントにてご指摘いただければ幸いです(気が付いた点を特に断りなく頻繁に書き直していますのでご注意ください).

全平方和の分解

全平方和の分解

以下のような和を考える.第一項は回帰直線から推定される値yi^と目的変数の平均値y¯との差の 平方和であり,第二項は残差平方和である. i=0n(yi^y¯)2+i=0n(yiyi^)2=i=0n(yi^22yi^y¯+y¯2)+i=0n(yi22yiyi^+yi^2)=i=0n{(α+βxi)22(α+βxi)y¯+y¯2}+i=0n{yi22yi(α+βxi)+(α+βxi)2}=i=0n(α2+2αβxi+β2xi22αy¯2βy¯xi+y¯2)+i=0n(yi22αyi2βxiyi+α2+2αβxi+β2xi2)=i=0n{(y¯βx¯)2+2(y¯βx¯)βxi+β2xi22(y¯βx¯)y¯2βy¯xi+y¯2}+i=0n{yi22(y¯βx¯)yi2βxiyi+(y¯βx¯)2+2(y¯βx¯)βxi+β2xi2}=i=0n(y¯22βx¯y¯+β2x¯2+2βy¯xi2β2x¯xi+β2xi22y¯2+2βx¯y¯2βy¯xi+y¯2)+i=0n(yi22y¯yi+2βx¯yi2βxiyi+y¯22βx¯y¯+β2x¯2+2βy¯xi2β2x¯xi+β2xi2)=y¯2(i=0n1)2βx¯y¯(i=0n1)+β2x¯2(i=0n1)+2βy¯(i=0nxi)2β2x¯(i=0nxi)+β2(i=0nxi2)2y¯2(i=0n1)+2βx¯y¯(i=0n1)2βy¯(i=0nxi)+y¯2(i=0n1)+(i=0nyi2)2y¯(i=0nyi)+2βx¯(i=0nyi)2β(i=0nxiyi)+y¯2(i=0n1)2βx¯y¯(i=0n1)+β2x¯2(i=0n1)+2βy¯(i=0nxi)2β2x¯(i=0nxi)+β2(i=0nxi2)=ny¯22nβx¯y¯+nβ2x¯2+2nβx¯y¯2nβ2x¯2+β2(i=0nxi2)2ny¯2+2nβx¯y¯2nβx¯y¯+ny¯2+(i=0nyi2)2ny¯2+2nβx¯y¯2β(i=0nxiyi)+ny¯22nβx¯y¯+nβ2x¯2+2nβx¯y¯2nβ2x¯2+β2(i=0nxi2)={(i=0nyi2)+ny¯22ny¯2+ny¯22ny¯2+ny¯2}+{2β2(i=0nxi2)+nβ2x¯22nβ2x¯2+nβ2x¯22nβ2x¯2}+{2β(i=0nxiyi)2nβx¯y¯+2nβx¯y¯+2nβx¯y¯2nβx¯y¯+2nβx¯y¯2nβx¯y¯+2nβx¯y¯}={(i=0nyi2)ny¯2}+2β2{(i=0nxi2)nx¯2}2β{(i=0nxiyi)nx¯y¯}=Syy+2β2Sxx2βSxy=Syy+2β(βSxxSxy)=Syy+2(SxySxx){(SxySxx)SxxSxy}=Syy+2(SxySxx)(SxySxy)=Syy=i=0n(yiy¯)2=ST よって,全平方和STであるSyyは回帰直線から推定される値y^と目的変数の平均値y¯との差の 平方和と残差平方和で表せられる.
この回帰直線から推定される値y^と目的変数の平均値y¯との差の 平方和を,回帰による変動の平方和SRと呼ぶ. i=0n(yiy¯)2=i=0n(yi^y¯)2+i=0n(yiyi^)2ST=SR+SeSyy=SR+SeSyy=SR+(SyySxy2Sxx)SR=Sxy2Sxx 回帰による変動の平方和SRもデータの各平方和(Sxx,Syy)より求めることができる.

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