什麼是「最優」回歸方程

在統計學中,特別是在迴歸分析中,「最優」迴歸方程通常指的是最小二乘法(Ordinary Least Squares, OLS)估計的迴歸方程。這種方法旨在找到一組迴歸係數,使得因變量(依變量)的觀察值與預測值之間的誤差平方和最小。

最小二乘法的基本思想是:設y為因變量,x為自變量,β0為截距,β1為斜率,ε為誤差項,則迴歸模型可以表示為:

y = β0 + β1x + ε

最小二乘法估計的目標是找到最佳的β0和β1,使得以下誤差平方和最小:

SSE = Σ(y_i - β0 - β1x_i)^2

其中,y_i是第i個觀察值的因變量值,x_i是第i個觀察值的自變量值。

通過最小化SSE,我們可以得到最優的迴歸方程,這時的迴歸線能夠最好地擬合數據,即誤差最小。這種方法得到的迴歸方程是最線性的,並且在給定數據的條件下,誤差項ε的期望值為零。

最小二乘法估計的優點包括:

  1. 無偏性:OLS估計的係數是有偏的,即E(β̂) = β。
  2. 有效性:在某些條件下,OLS估計是最有效的,即在所有無偏估計量中,它的方差最小。
  3. 假設條件少:只需要假設誤差項ε是隨機的,獨立同分布的,並且具有常態分佈或類似分佈的特徵。

然而,最小二乘法估計並不是萬能的,它有時會受到異方差、自相關和多重共線性等問題的影響。在這些情況下,可能需要使用其他迴歸方法或進行數據轉換來解決這些問題。