![]() |
![]() |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Категории: АстрономияБиология География Другие языки Интернет Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Механика Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Транспорт Физика Философия Финансы Химия Экология Экономика Электроника |
Обеспечение устойчивости решения системы нормальных уравнений при плохо обусловленной информационной матрицеПо экспериментальным данным из приложения 3 методом наименьших квадратов найти оценки регрессионных коэффициентов регрессионной модели Проверить наличие мультиколлинеарности, вычислив меру обусловленности матрицы нормальной системы уравнений. Найти корреляционную матрицу и установить источник мультиколлинеарности. Используя метод регуляризации, установить мультиколлинеарность. Для определения параметра регуляризации С учетом истинных значений регрессионных коэффициентов, приведенных в приложении 3, построить зависимость квадратичной ошибки оценок коэффициентов от параметра регуляризации Указать оценки регрессионных коэффициентов, соответствующих оптимальному значению параметра регуляризации, сравнить их с истинными значениями и оценить погрешности.
Таблица 1
Решение: Матрица регрессоров имеет вид:
Информационная матрица
Матрица дисперсий ковариаций C=
МНК оценки коэффициентов регрессионной модели
Модель принимает вид Сравним полученные оценки b с истинными значениями
Как видно, оценки b1, и b2 несут на себе непозволительно большую погрешность, которая серьезно исказит предсказанные по модели значения. Попробуем это исправить. Для начала проверим наличие мультиколлинеарности, вычислив меру обусловленности матрицы Выберем норму вида Мера обусловленности матрицы
Слишком большое значение меры обусловленности свидетельствует о плохой обусловленности информационной матрицы. Установим ее источник. Стандартизируем регрессионную модель, чтобы потом вычислить ее корреляционную матрицу R. Процесс стандартизации для элементов матрицы F и yk выглядит следующим образом:
В результате получим значения, приведенные в таблице:
Вычислим корреляционную матрицу.
Таким образом, источником мультиколлинеарности является сильная корреляция между 1k и 2k или Устраним мультиколлинеарность, применив метод регуляризации. Регуляризованные оценки вычисляются по формуле где – параметр регуляризации. Определим его двумя способами, предварительно составив таблицу, в которой приведем значения Первый способ определения параметра регуляризации предусматривает построение «гребневого следа» (графика зависимости
Построим графики для Как видно, оценки стабилизируются при =0,008. Найдем параметр регуляризации вторым способом, который заключается в поиске минимального значения квадратичной ошибки. Таким образом, при =0,004 получили наилучшие результаты регуляризации. Значит, данное значение является оптимальным. Запишем оценки регрессионных коэффициентов, соответствующие оптимальному значению параметра регуляризации =0,004:
Модель будет иметь вид: Сравним
Видим значительное улучшение результатов по сравнению с результатами, полученными при оценивании коэффициентов простым МНК.
|