Линейный многомерный регрессионный анализ

Пример 4 Коммерческий агент рассматривает возможность закупки зданий под офисы. Агент может ис­пользовать множественный регрессионный анализ для оценки цены здания под офис на основе следующих переменных:

y-оценочная цена здания под офис;

x₁-общая площадь в квадратных метрах;

x₂-количество офисов ;

x₃-количество входов;

x₄-время эксплуатации здания в годах.

Агент наугад выбирает 11 зданий из имеющихся 1500 и получает сле­дующие данные (табл. 6).

"Пол-входа" означает вход только для доставки корреспонденции.

В этом примере предполагается, что существует линейная зависимость между каждой независимой переменной (x₁,x₂,x₃,x₄) и зависимой переменной (y) ,т.е. ценой здания под офис в данном рай­оне.

Для многомерного регрессионного анализа выполним следующие операции:

Таблица 6

§ выделим блок ячеек А14:Е18 (в соответствии с табл. 6),

§ введем формулу

=ЛИНЕЙН (E2:E12;A2:D12;ИСТИНА;ИСТИНА),

§ нажмём клавиши Ctrl+Shift+Enter,

§ в выделенных ячейках появится результат:

Продолжение табл. 6

Уравнение множественной регрессии y=m_l∙x_l+m₂∙x₂+m₃∙x₃+m₄∙x₄+b теперь может быть получено из строки 14:

y=27,64∙x₁+12530∙x₂+2553∙x₃-234,24∙x₄+52318 (14)

Теперь агент может определить оценочную стоимость здания под офис в том же районе, которое имеет площадь 2500 кв. м , три офиса, два входа, зда­нию 25 лет, используя следующее уравнение:

у=27,64∙2500+12530∙3+2553∙2-234,24∙25+52318=158261 у.е.

Это значение может быть вычислено с помощью функции ТЕНДЕНЦИЯ:

=ТЕНДЕНЦИЯ (Е2:Е12; A2:D12; {2500;3;2;25}).

При интерполировании с помощью функции

=ЛГРФПРИБЛ(E2:E12;A2:D12;ИСТИНА;ИСТИНА)

для получения уравнения множественной экспоненциальной регрессии выводится результат (табл. 7):

Таблица 7

Коэффициент детерминированности здесь составляет 0,992 (99,2%), т.е. меньше, чем при линейной интерполяции, поэтому в качестве основного следует оставить уравнение множественной регрессии (14).

Таким образом, функции ЛИНЕЙН, ЛГРФПРИБЛ, НАКЛОН определяют коэффициенты , свободные члены и статистические параметры для уравнений одномерной и множественной регрессии, а функции ТЕНДЕНЦИЯ, ПРЕДСКАЗ, РОСТ позволяют получить прогноз новых значений без составления уравнения регрессии по значениям тренда.

Контрольные вопросы

1 Сущность регрессионного анализа, его использование для прогнозирования функций.

2 Как получить уравнение одномерной линейной регрессии, каков синтаксис функций линейного приближения?

3 Как получить уравнение многомерной линейной регрессии, каков синтаксис функции?

4 Как получить уравнение одномерной экспоненциальной регрессии, каков синтаксис функции экспоненциального приближения?

5 Как получить уравнение многомерной экспоненциальной регрессии, каков синтаксис функции экспоненциального приближения?

6 Что выполняют функции ЛИНЕЙН, ТЕНДЕНЦИЯ, РОСТ, ЛГРФПРИБЛ, ПРЕДСКАЗ?

7 Каковы правила ввода и использования табличных формул?

8 Как на гистограмме исходных данных добавить линию тренда?

9 Как с помощью линии тренда отобразить прогнозируемые величины?

Задание

Вариант задания к данной лабораторной работе включает две задачи. Для каждой из них необходимо составить и определить:

1 Таблицу исходных данных, а также значений, полученных методами линейной и экспоненциальной регрессии.

2 Коэффициенты в уравнениях прямой и экспоненциальной кривой (функции ЛИНЕЙН и ЛГРФПРИБЛ), напишите уравнения прямой и экспоненциальной кривой для простой и множественной регрессии..

3 Погрешности (ошибки) прямой и экспоненциальной кривой. вычислений для коэффициентов и функций, коэффициенты детерминированности. Оценить, какой тип регрессии наилучшим образом подходит для вашего варианта задания.

4 Прогноз изменения данных, выполненный с использованием линей­ной и экспоненциальной регрессии (функции ТЕНДЕНЦИЯ, ПРЕДСКАЗ, РОСТ).

5 Построить гистограмму (или график) исходных данных для задачи 1 (одномерная регрессия), отобра­зить на ней линию тренда, а также соответствующее ей уравнение и коэффициент детерминированности.

Варианты заданий

(номер варианта соответствует номеру компьютера)

Вариант 1

1 На рынке наблюдается стойкое снижение цен на компьютеры. Сде­лать прогноз, сколько необходимо будет снизить цену на компьютеры в следующем месяце в Вашей фирме, чтобы как минимум сравнять ее с ценой на ана­логичные компьютеры в конкурирующей фирме, если известна динамика изменения цен на них в конкурирующей фирме за последние 12 месяцев.

Для выполнения задания нужно ввести ряд из 12 ячеек с ценами конкурирующей фирмы , сделать прогноз цены на следующий месяц и др.(см. Задание).

2 Известна структура расходов фирмы на рекламу в газетах, на радио, в журналах, на телевидении, на наружную рекламу ( в процентах от общей суммы ), а также оборот фирмы в каждом за последние 6 месяцев. Какой оборот можно ожидать в следующем месяце, если предполагается следующая структура расходов на рекламу: газеты-40%, журналы-40%, радио-5%, телевидение-14%, наружная реклама-1%.

Для выполнения задания нужно составить таблицу со столбцами вида:

и сделать множественный регрессионный прогноз .(см. Задание).

Вариант 2

1 Имеются данные о динамике продаж в расчете на душу населения по хлебобулочным продуктам и молочным изделиям, а также динамика изменения среднедушевого годового дохода за последние 10 лет. Для каждой группы товаров построить регрессионные модели, описывающие зависимость объемов продаж от размера доходов. Сделать прогноз об объемах продаж и размерах доходов на следующий год.

Для выполнение задания нужно составить таблицу вида:

и получить два уравнения – у =f (x₁) и у= f(х₂) , сделать прогноз на следующий год для рядов х₁, х₂, у и др. (см. Задание).

2 Руководство фирмы провело оценку качеств пяти рекламных агентов по следующим признакам: х₁- эрудиция, х₂- энергичность, х₃- умение работать с людьми, х₄ - внешность, х₅- знание предметной области. Полученные средние оценки, нормированные от 0 до 1, были сопоставлены с оценками эффективности деятельности агентов ( % успешных сделок от количества возможных). Определить, какую эффективность можно ожидать от рекламного агента, обладающего усредненными качествами. Сравнить ее со средней эффективностью упомянутых 5 агентов.

Исходные данные нужно ввести в таблицу вида:

Массив ячеек B2-F6 заполняется произвольными числами от 0 до 1,

столбец G2-G6 – процентами удачных сделок по принципу «Чем выше уровень качеств агента, тем выше эффективность его работы», в ячейке G7 должна быть формула для вычисления среднего значения содержимого ячеек G2-G6, в ячейке G8 нужно вычислить значение эффективности для среднего агента по формуле, полученной в результате множественного регрессионного анализа работы пяти агентов. Остальные пункты – см. Задание.

Вариант 3

1 Автомобильный салон имеет данные о количестве проданных автомобилей "Мерседес" и "БМВ" за последние 4 квартала. Учитывая тенденцию изменения объема продаж, определить, каких автомобилей необходимо закупить больше ( "Мерседес" или "БМВ" ) в следующем квартале?

Для выполнения задания нужно составить и заполнить таблицу вида

сделать прогноз продаж на новый квартал и выполнить другие пункты Задания.

2 Известны следующие данные о 5 недавно проданных подержанных автомобилях: х₁ - стоимость продажи, х₂ - стоимость аналогичного нового автомобиля, х₃ - год выпуска, х₄ - пробег, х₅- кол-во капитальных ремонтов, х₆- экспертные заключения о состоянии кузова и техническом состоянии автомобилей (по 10-бальной шкале ). Определить, сколько может стоить автомобиль с соответствующими характеристиками: 20 000 руб., 34 000 руб., 1990 г. , 140000 км. , 0, 6 – см. пример 4.

Вариант 4 1 Определить минимально необходимый тираж ежемесячного журнала " Speed-Info " и возможный доход от размещения в нем рекламы в следующем месяце, если известны данные об объемах продаж этого журнала и доходах от размещения рекламы за прошедшие 12 месяцев (считать, что расценки на рекламу не менялись ).

Для выполнения задания нужно составить таблицу вида

и заполнить ячейки за 12 месяцев условными данными. По этим данным нужно сделать линейный и экспоненциальный прогноз и др. (см. Задание).

Вариант 5

1 На основании данных о курсе американского доллара и евро в первом полугодии сделать прогноз о соотношении данных валют на второе полугодие. Во что будет выгоднее вкладывать деньги в конце года?

Для выполнения задания нужно составить таблицу вида

и сделать линейный прогнозы на следующие 6 месяцев и др.(см.Задание).

2 Известны данные за последние 6 месяцев о том, сколько раз выходила реклама фирмы, занимающейся недвижимостью, на телевидении – х₁, радио – х₂, в газетах и журналах – х₃, а также количество звонков – у₁ и количество совершенных сделок у₂. Какое соотношение количества совершенных сделок к количеству звонков у (в %) можно ожидать в следующем месяце, если известно, сколько раз выйдет реклама в каждом из перечисленных средств массовой информации.

Для выполнения задания нужно составить и заполнить таблицу вида

и выполнить применительно к таблице пункты Задания.

Вариант 6

1 Для некоторого региона известен среднегодовой доход населения, а также данные о структуре расходов ( тыс. руб. в год ) за последние 5 лет по следующим статьям: питание – х₁, жилье – х₂, одежда – х₃, здоровье – х₄, транспорт –х₅, отдых – х₆, образование – х₇. На основании известных данных провести анализ потребительского кредита ( или накопления ) в следующем году.

Для выполнения задания нужно составить таблицу вида

В ячейках столбца Σх_iдолжны быть записаны формулы, вычисляющие суммы всех расходов х₁ + х₂+...+ х₇ в каждом году, в ячейках столбца Доход – соответствующие среднегодовые доходы, в ячейках столбцаКредит –формулы разности содержимого ячеек с ежегодными доходами и затратами, т.е. Кредит = Доход - Σх_i.. Затем для столбца Кредит нужно выполнить регрессионный прогноз на следующий год и другие пункты Задания.

2 Для 10 однокомнатных квартир, расположенных в одном районе, известны следующие данные: общая площадь - х₁, жилая площадь – х₂, площадь кухни – х₃, наличие балкона – х₄, телефона – х₅, этаж – х₆, а также стоимость – х₇. Определить, сколько может стоить однокомнатная квартира в этом районе без балкона, без телефона, расположенная на 1-ом этаже, общей площадью 28 кв. м, жилой- 16 кв. м, с кухней 6 кв. м.

Вариант 7

1 Определить возможный прирост населения ( количество человек на 1000 населения ) в 2005 году, если известны данные о количестве родившихся и умерших на 1000 населения в 1991-2000 годах.

2 После некоторого спада наметился рост объемов продаж матричных

принтеров. Используя данные об объемах продаж, ценах на матричные, струйные и лазерные принтеры, а также на их расходные материалы за последние 6 месяцев, определить возможный спрос на матричные принтеры в следующем месяце. Проанализируйте, связано ли увеличение спроса на матричные принтеры с уменьшением спроса на струйные и лазерные.

Для выполнения задания нужно составить и заполнить таблицу вида

сделать прогноз на седьмой месяц по уравнению у₁= f(x_1,z₁), получить уравнение у₁ = f(y₂, x₂, z₂, y₃, x₃, z₃) и проанализировать его. Если слагаемые y₂ и y₃ входят в регрессионное уравнение со знаком "-" , то уменьшение спросов y₂ и y₃ ведёт к увеличению спроса у₁. Выполнить другие пункты Задания.

1 Построить прогноз развития спроса населения региона на телевизоры, если известна динамика продаж телевизоров (тыс. шт. ) и динамика численности населения данного региона (тыс. чел. ) за последние 10 лет.

Для выполнения задания нужно составить таблицу из двух рядов (продаж телевизоров и численности населения по годам и сделать прогноз по обоим рядам на следующий год. Выполнить другие пункты Задания.

1 Для двух радиостанций известны данные об изменении объема аудитории и динамике роста цен за 1 минуту эфирного времени за последние 12 месяцев. Определить, для какой радиостанции стоимость одного контакта со слушателем в следующем месяце будет меньше?

Для выполнения задания нужно составить и заполнить таблицу вида

В строке «Контакт» в ячейках С8 и D8 должны быть записаны формулы =С7/B7 и =E7/D7 соответственно, вычисляющие стоимость 1 мин. эфира для одного слушателя в прогнозируемом месяце. Прогноз нужно выполнить для линейного и экспоненциального приближений и выбрать более достоверный, а также сделать другие пункты Задания.