DamiRocK

Как обнулить R²: противоположные отклики и одна добавленная точка

В исходной регрессии R²=0,99 по 300 наблюдениям. Исследуем удвоение выборки с противоположными y и точное зануление наклона одной точкой.

Научная визуализация Как обнулить R²: противоположные отклики и одна добавленная точка
S'_{xy}=S_{xy}+n/(n+1)(a−x̄)(b−ȳ); выберите S'_{xy}=0
Конструкция относится к парной регрессии с константой.

Условие источника

По 300 наблюдениям получен R²=0,99. Аглая добавляет ещё 300 наблюдений с теми же регрессорами, но противоположными по знаку y. Как изменится R²? После восстановления исходной выборки можно ли добавить всего одну точку так, чтобы R² стал нулевым?

Ответы сборника

После симметричного удвоения R²=0. Одной точки также достаточно — в источнике это объясняется изменением знака наклона при перемещении добавляемой точки.

Редакционное обоснование первого ответа

В удвоенной выборке для каждого x есть y и −y. Поэтому Xᵀy=0, а средний отклик нулевой. Нулевые коэффициенты дают МНК-прогнозы 0; объяснённая сумма квадратов равна нулю. При ненулевом разбросе отклика получается R²=0.

Точная конструкция для парной регрессии

Для второй части используется парная регрессия с константой — именно такую геометрическую модель описывает ответ источника. Пусть Sxy=Σ(xᵢ−x̄)(yᵢ−ȳ). После добавления (a,b) новая центрированная сумма равна Sxy+[n/(n+1)](a−x̄)(b−ȳ).

Выберите любое a≠x̄ и положите b=ȳ−[(n+1)/n]Sxy/(a−x̄). Тогда новая сумма произведений равна нулю, наклон МНК нулевой, ESS=0 и R²=0.

Это дополнение не утверждает, что одной произвольной точкой можно одновременно обнулить все наклоны многомерной регрессии. Модель и положение точки имеют значение; общая постановка источника уточнена в соответствии с его объяснением.

Борис Демешев и участники · Исходная задача · CC BY 4.0. Ответы сохранены; алгебраическая конструкция добавлена.

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.