DamiRocK

Линейность МНК: регрессия на себя, сумма откликов и удвоение y

Три связанных задания о преобразовании отклика: точная регрессия y на y, две регрессии на y+z и изменение коэффициентов при z=2y.

Научная визуализация Линейность МНК: регрессия на себя, сумма откликов и удвоение y
P_X(y+z)=P_Xy+P_Xz; P_X(cy)=cP_Xy
Вектор прогнозов МНК является линейной ортогональной проекцией.

Три задания

1. Найдите МНК-оценки в модели yᵢ=α+βyᵢ+uᵢ. 2. Для регрессий yᵢ=α+β(yᵢ+zᵢ)+uᵢ и zᵢ=γ+δ(yᵢ+zᵢ)+vᵢ установите связи коэффициентов. 3. Сравните коэффициенты регрессий y на константу и x и z на константу и x при z=2y.

Ответы сборника

1) α̂=0, β̂=1. 2) α̂+γ̂=0, β̂+δ̂=1. 3) γ̂=2α̂, δ̂=2β̂.

Редакционное объяснение

В первом случае нулевой свободный член и единичный наклон дают нулевые остатки. Сумма квадратов не может быть отрицательной, поэтому это минимум.

Во втором случае складываются прогнозы двух регрессий с одинаковой матрицей признаков. По линейности МНК получается прогноз суммы y+z по самой себе. Его коэффициенты равны 0 и 1, что даёт указанные связи.

Для третьего случая умножение отклика на 2 умножает оценки на 2: β̂=(XᵀX)⁻¹Xᵀy, а для 2y результат равен 2β̂. Аналогично удваиваются прогнозы и остатки; сумма квадратов остатков увеличивается в четыре раза.

Условия единственности

Для однозначного вывода о коэффициентах нужен полный столбцовый ранг матрицы регрессоров. Если y постоянно в первом задании, есть целое семейство α+βy=y. Если y+z постоянно во втором, отдельные свободные члены и наклоны не определяются единственным образом. Эти вырожденные случаи в кратком ключе не разобраны; здесь ограничение указано явно.

Борис Демешев и участники · metrics_pro, три последовательных задания · CC BY 4.0. Ответы объединены; объяснение и оговорки добавлены.

Reading preferences

Appearance
Contrast
More options

Saved only in this browser. Your device’s reduced-motion setting is always respected. Browser zoom works throughout the site.