2744557306 发表于 2023-11-24 15:22

最小二乘法的理解

最小二乘法是一种用于拟合数据和估计参数的常见方法,特别在回归分析中广泛应用。让我们用通俗的语言来解释最小二乘法。
场景设定: 假设你有一组数据点,想要找到一条直线(或者更一般地,一个函数),使得这条直线与数据点的距离之和最小。
目标: 最小二乘法的目标就是找到这条直线的方程或者函数,使得所有数据点到这条直线的距离的平方和最小。
步骤:


[*]定义模型: 首先,你需要定义一个模型,这是你认为能够很好地描述数据的函数形式。例如,如果你认为数据可以用一条直线来拟合,那么模型就是一条直线的方程。
[*]计算预测值: 对于每个数据点,使用模型计算出一个预测值,表示模型对这个数据点的估计。
[*]计算残差: 残差就是每个数据点的实际值与预测值之间的差异,即残差 = 实际值 - 预测值。
[*]计算残差平方和: 将所有残差的平方相加,得到残差平方和。这是衡量模型拟合效果好坏的指标。
[*]最小化残差平方和: 最小二乘法的核心就是调整模型的参数,使得残差平方和最小化。通过数学方法,可以找到使得这个平方和最小的模型参数。


直观解释: 想象一下,你站在一组散点图中间,试图找到一张平面或曲线,使得所有数据点到这个平面或曲线的距离之和最短。这个距离的度量是通过残差的平方来表示的,因为我们更关心大的残差,而平方会放大大残差的影响。
应用: 最小二乘法常常用于线性回归,但它也可以推广到非线性模型的拟合。无论是拟合曲线、平面还是更高维的超曲面,最小二乘法都是一个强大而灵活的工具,用于寻找与观测数据最匹配的模型。


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