最小平方解
觀念
方程組 方程比未知數多時通常無解(資料有雜訊)。最小平方法 (least squares) 退而求其次:找 讓殘差 最小。幾何上是把 投影到 的行空間,代數上得到正規方程 (normal equations):
直線配適 : 的兩行是 與全 1,正規方程變成 。算例:點 得 、。
這就是統計迴歸分析的線性代數版本;Gauss 1801 年用它算出穀神星軌道。推廣到多項式、多變數迴歸只是把 多加幾行;數值上用 QR 分解比直接算 穩定。
例題
用最小平方法 (least squares) 對資料點 配適直線 ,求 截距 (填最簡分數)。
看解法與答案
正規方程 (normal equations) ( 的兩行是 與 1):。
算各個和():、、、。
方程組:、。
消去 :。
代回第二式:。
答案:
用在哪裡
- 投資用過去 250 個交易日的日報酬對加權指數做最小平方迴歸,斜率就是 beta;beta 1.3 代表大盤漲 1% 平均漲 1.3%。
- 天文高斯 1801 年用最小平方法從少量觀測推算穀神星軌道,讓天文學家在它繞到太陽後方之後又找回它。
插畫


學習路徑
先學會
學完可以接著學
- 簡單線性迴歸 大二
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