Использование функций регрессии

В Excel имеется 5 функций для линейной регрессии (ЛИНЕЙН(...), ТЕНДЕНЦИЯ(...), ПРЕДСКАЗ(...), НАКЛОН(...), СТОШУХ(...)) и 2 функции дня экспоненциальной регрессии - ЛГРФПРИБЛ(...) и POCT(...). Рассмотрим некоторые из них.

1 Функция=ЛИНЕЙН(изв._знач._y;изв. _знач. x;конст;стат)(5)

вычисляет коэффициентm и постоянную b для уравнения прямой (1).

Известные_значения_y и известные_значения_x - это множество значений y и необязательное множество значений x (их вводить необязательно), которые уже известны для соотношения (1).

Константа - это логическое значение , которое указывает, требуется ли, чтобы константа b была равна 0. Если константа имеет значение ИСТИНА или опущено, то b вычисляется обычным образом.

Статистика -это логическое значение, которое указывает, требуется ли вывести дополнительную статистику по регрессии.

Если статистика имеет значение ЛОЖЬ(или 0),то функция ЛИНЕЙН возвращает только значения коэффициентов m и b, в противном случае выводится дополнительная регрессионная статистика в виде табл.2:

Таблица 2

где

se₁,se₂,...,se_n - стандартные значения ошибок для коэффициентов m₁,m₂,...,m_n.

se_b - стандартное значение ошибки для постоянной b (se_b равно #Н/Д, т.е. «нет допустимого значения», если конст. имеет значение ЛОЖЬ).

r² - коэффициент детерминированности. Сравниваются фактические значения y и значения, получаемые из уравнения прямой; по результатам сравнения вычисляется коэффициент детерминированности, нормированный от 0 до 1. Если он равен 1, то имеет место полная корреляция с моделью, т.е. нет различия между фактическим и оценочным значениями y. В противоположном случае, если коэффициент детерминированности равен 0, то уравнение регрессии неудачно для предсказания значений y.

se_y - стандартная ошибка для оценки y(предельное отклонение для у).

F - F-статистика, или F-наблюдаемое значение. F-статистика используется для определения того, является ли наблюдаемая взаимосвязь между зависимой и независимой переменными случайной или нет.

df - cтепени свободы. Степени свободы полезны для нахождения F-критических значений в статистической таблице. Для определения уровня надежности модели нужно сравнить значения в таблице с F-статистикой, возвращаемой функцией ЛИНЕЙН.

ss_reg - регрессионая сумма квадратов.

ss_resid - oстаточная сумма квадратов.

#Н/Д – ошибка, означающая “Нет доступного значения”.

Любую прямую можно задать ее наклоном mи y-пересечением:

Наклон (m):

Для того, чтобы определить наклон прямой, обычно обозначаемый через m, нужно взять две точки прямой (x₁,y₁) и (x₂,y₂); тогда наклон равен m = (y₂ - y₁)/(x₂ - x₁).

y-пересечение (b):

y-пересечением прямой, обычно обозначаемым через b, является значение y для точки, в которой прямая пересекает ось y.

Уравнение прямой имеет вид y = mx + b. Если известны значения m и b, то можно вычислить любyю точку на прямой, подставляя значения y или x в уравнение. Можно также использовать функцию ТЕНДЕНЦИЯ (см. ниже).

Если для функции уимеется только одна независимая переменная x, можно получить наклон и y-пересечение непосредственно, используя следующие формулы:

2 Наклон m:

ИНДЕКС(ЛИНЕЙН(изв_знач_y;изв_знач_x);1)

3 y-пересечение b:

ИНДЕКС(ЛИНЕЙН(изв_знач_y;изв_знач_x);2)

Точность аппроксимации с помощью прямой, вычисленной функцией ЛИНЕЙН, зависит от степени разброса данных. Чем ближе данные к прямой, тем более точными являются модель, используемая функцией ЛИНЕЙН, и значения, получаемые из уравнения прямой.

4 Функция ЛГРФПРИБЛ. В случае экспоненциальной регрессии аналогом функции (5) является функция

=ЛГРФПРИБЛ(изв_знaч_у; изв_ знач_х; конст;стат), (6)

которая отличается лишь тем, что вычисляет коэффициенты mи bдля

экспоненциальной кривой (2).

5 Функция ТЕНДЕНЦИЯ

=ТЕНДЕНЦИЯ(изв_знач_y; изв_знач_x;нов_знач_x;конст)(7)

возвращает числовые значения, лежащие на прямой линии, наилучшим образом аппроксимирующей известные табличные данные.

Новые_значения_x-это те, для которых необходимо вычислить соответствующие значения y.

Если параметр новые_значения_xпропущен, то считается, что он совпадает с известными x. Назначение остальных параметров функции ТЕНДЕНЦИЯ совпадает с описаными выше.

6 В случае экспоненциальной регрессии аналогом функции (7) является функция =РОСТ(изв_знач_y; изв_знач_x; конст)(8)

7 функция =CTOШУX(изв_знач_y;изв_знач_х)(9)

возвращает стандартную погрешность регрессии - меру погрешности

предсказываемого значения у для заданного значения х.

3.1 Правила ввода функций:

Формулы (5)-(8) являются табличными, т.е. они заменяют собой несколько обычных формул и возвращают не один результат, а массив результатов. Поэтому необходимо соблюдать следующие правила:

1 Перед вводом одной из формул (5)-(8) выведите блок ячеек, совпадающей по размеру (или больший) с величиной возвращаемого формулой массива результатов. Например, при использовании функции ЛИНЕЙН с выводом статистики нужно выделить массив ячеек, равный табл. 1, если параметр статистика равен ЛОЖЬ, достаточно выделить одну строку табл.1;

2 Наберите функцию в строке формул. При этом слова на русском языке можно набирать строчными буквами, т.к. они являются ключевыми и при вводе Excel автоматически переведёт их в заглавные. Имена ячеек обязательно вводятся латинским шрифтом. Вместо слова ИСТИНА можно вводить числа от 1 до 9 (не 0), а вместо слова ЛОЖЬ – число 0. Если в результате выполнения функции выводится одно число, можно вводить формулы не вручную, а использовать аппарат Мастера функций.

3) одновременно нажмите клавиши Shift+Ctri+Enter. Результаты вычислений заполнят выделенные ячейки.

Линия тренда

Excel позволяет наглядно отображать тенденцию изменения данных с помощью линии тренда, которая представляет собой интерполяционную кривую, описывающую отложенные на диаграмме данные.

Для того, чтобы дополнить диаграмму исходных данных линией тренда, необходимо выполнить следующие действия :

1) выделить на диаграмме ряд данных, для которого требуется построить линию тренда;

2) в меню Диаграмма выбрать командуДобавить линию тренда,

3) в открывшемся окне задать метод интерполяции (линейный, полиномиальный, логарифмический и т.д.), а также через вкладку Параметры - другие параметры (например, вывод уравнения кривой тренда, коэффициента детерминированности r², направление и количество периодов

для экстраполяции (прогноза) и др.);

4) нажать кнопку ОК.

Чтобы отобразить на графике (гистограмме и др.) новые, прогнозируемые в результате регрессионного анализа данные, нужно:

• определить их с помощью функций ТЕНДЕНЦИЯ, РОСТ или другим способом,

• выделить на диаграмме нужную кривую, щелкнув по ней мышью,

• в меню Диаграмма выбрать команду Добавить данные..., в появившемся окне ввести диапазон ячеек с новыми данными вручную или протащив по ним курсор при нажатой левой клавише мыши, нажать ОК.

На диаграмме появится продолжение кривой, построенной по новым данным.