Regresja liniowa

Regresja liniowa polega na jak najlepszym dopasowaniu linii prostej do danych empirycznych. Dane empiryczne stanowią indeksy losowań w których wystąpiła dana kombinacja. Dopasowanie polega na tym, że suma odległości punktów empirycznych od prostej jest minimalna tzn., że spełniony jest warunek:

gdzie yi oznaczają wartości empiryczne, a yi wartości teoretyczne wyznaczone na podstawie równia prostej.

 

Parametry prostej (współczynniki a i b) szacowane są za pomocą metody najmniejszych kwadratów, a równanie prostej jest następujące:

 

y = ax + b

 

Można powiedzieć, że regresja liniowa to sposób zastosowania liniowej kombinacji wartości zmiennej niezależnej (x) w celu oszacowania wartości zmiennej zależnej (y). Dla każdej kombinacji wyznaczana jest linia prosta, na podstawie indeksów losowań w których ta kombinacja wystąpiła. Na podstawie tej linii wyznaczana jest prognoza o jeden krok naprzód tzn. wyznaczany jest indeks losowania w którym powinna pojawić się dana kombinacja.

 

 

Przykład 1:

 

Załóżmy, że liczba 1 wystąpiła w następujących losowaniach:

1, 5, 7, 13, 14, 20, 21, 22, 24, 29, 30, 36, 40, 41, 42, 48, 55, 56, 61, 63

 

Na podstawie tych danych tworzymy pary liczb i nanosimy na wykres. Każda para liczb to indeks poprzedniego losowania - xi i indeks następnego losowania - yi:

(1, 5); (5, 7); (7, 13); (13, 14); (14, 20); (20, 21); (21, 22); (22, 24); (24, 29); (29, 30); (30, 36); (36, 40); (40, 41); (41, 42); (42, 48); (48, 55); (55, 56); (56, 61); (61, 63);

 

 

 

Widać wyraźnie, że zależność między x i y (tzn. między indeksem poprzedniego losowania a indeksem następnego, jest liniowa). Teraz należy tak oszacować parametry prostej (a i b), aby dopasowanie prostej do zbioru punktów był jak najlepsze. Pokazana na wykresie czerwona linia to właśnie prosta regresji o równaniu:

 

y = 0.998x + 3.297

 

Prognoza polega na podstawieniu do równania (za x) indeksu ostatniego losowania w którym wystąpiła kombinacja. Obliczona wartość to indeks losowania, w którym powinna pojawić się kombinacja. W naszym przykładzie ostatni indeks losowania to 63, a więc indeks następnego losowania będzie równy: 0.998 * 63 + 3.297 = 66.171 = 66. Wyznaczona wartość jest zaokrąglana do najbliższej liczby całkowitej.

 

 

Błąd prognozy

 

Błąd prognozy określa o ile (średnio) wartości empiryczne odchylają się od wartości teoretycznych (tzn. od wyznaczonej prostej). W naszym przykładzie błąd jest równy 2.322. Tym samym obszar (zakres losowań)  w którym może wystąpić liczba 1 jest równy: 

 

[66.171 - 2.322 = 63.849, 66.171 + 2.322 = 68.493] = [64, 68]

 

 

Współczynnik korelacji

 

Współczynnik korelacji określa stopień zależności liniowej między x i y. Wartości współczynnika interpretuje się następująco:

 

 

Regresja wieloraka

 

Regresja liniowa nie musi ograniczać się tylko do jednej zmiennej niezależnej (x). Takich zmiennych zależnych może być w ogólnym przypadku k. Równanie regresji przyjmuje wtedy postać:

 

y = a1x1 + a2x2 + ... + akxk + b

 

Dla k = 1 mamy linię prostą, która można przedstawić na płaszczyźnie (przestrzeń 2-wymiarowa), dla k = 2 mamy linię prostą, którą jest płaszczyzną w przestrzeni 3-wymiarowej, itd. W typowaniu metodą regresji interpretacja zmiennych niezależnych jest następująca: dla k = 1 używamy jednego, poprzedniego losowania do prognozowania  następnego losowania, dla k = 2 używamy 2 losowań do prognozowania następnego itd.

 

 

Przykład 2:

 

Załóżmy, że liczba 1 (tak jak w przykładzie 1) wystąpiła w następujących losowaniach:

1, 5, 7, 13, 14, 20, 21, 22, 24, 29, 30, 36, 40, 41, 42, 48, 55, 56, 61, 63

oraz że używamy 3 poprzednich losowań (k = 3) do prognozy następnego.

 

Na podstawie tych danych tworzymy czwórki liczb. Każda czwórka liczb to 3 poprzednie indeksy losowań - x1i, x2i, x3i, i indeks następnego losowania - yi:

(1, 5, 7, 13); (5, 7, 13, 14); (7, 13, 14, 20); (13, 14, 20, 21); (14, 20, 21, 22); (20, 21, 22, 24); (21, 22, 24, 29); (22, 24, 29, 30); (24, 29, 30, 36); (29, 30, 36, 40); (30, 36, 40, 41); (36, 40, 41, 42); (40, 41, 42, 48); (41, 42, 48, 55); (42, 48, 55, 56); (48, 55, 56, 61); (55, 56, 61, 63);

 

Niestety nie można na podstawie tych punktów utworzyć wykresu, gdyż dla k = 3 mamy do czynienia z przestrzenią 4-wymiarową! Wyznaczone równanie regresji jest następujące:

 

y = 0.194x1 + 0.242x2 + 0.575x3 + 4.949

 

Do prognozy potrzebne będą trzy ostatnie indeksy losowań tzn. 56, 61 i 63. Indeks następnego losowania będzie równy: 0.194 * 56 + 0.242 * 61 + 0.575 * 63 + 4.949 = 66.8 = 67

Błąd prognozy w tym przykładzie jest równy 2.408. Obszar (zakres losowań) w którym może wystąpić liczb a 1 jest równy:

 

[66.8 - 2.408 = 64.392, 66.8 + 2.408 = 69.208] = [64, 69]

 

 

Parametry typowania są następujące: 

Wyniki typowania są pokazywane w tabeli na zakładce Wyniki. Opis kolumn tabeli jest następujący:

 

Kolumna Opis
K Kombinacja
Cz

Częstotliwość kombinacji (liczba wystąpień)

Ost. Zawiera liczbę oznaczającą ile losowań wstecz pojawiła się dana kombinacja (jeśli pojawiła się w ostatnim losowaniu wówczas będzie 0) oraz datę ostatniego losowania (najnowszego) w którym znajduje się ta kombinacja
Nast. Zawiera liczbę oznaczającą po ilu losowaniach (od końca zakresu losowań) pojawiła się dana kombinacja (jeśli pojawiła się w następnym losowaniu wówczas będzie 0) oraz datę pierwszego losowania w którym znajduje się ta kombinacja. Jeśli kombinacja nie pojawiła się jeszcze w przyszłości wtedy wyświetlany jest znak '–'
Prog. Zawiera prognozę. Pierwsza liczba oznacza za ile losowań od końca zakresu losowań powinna pojawić się kombinacja. Druga liczba (w nawiasie) oznacza indeks losowania w którym powinna pojawić się kombinacja
Przedział Jest to wartość prognozy uwzględniająca błąd prognozy. W wyniku powstaje przedział w którym powinna pojawić się kombinacja. Przedział jest tworzony następująco: [prognoza - błąd, prognoza + błąd]
B Błąd prognozy - średni błąd kwadratowy
Max B Maksymalny błąd, czyli maksymalna odległość punktu od wyznaczonej prostej
Kor.

Współczynnik korelacji

Wzór

Wzór linii regresji. Kolejne liczby oznaczają wartości wyznaczonych współczynników przy zmiennych niezależnych (x). Ostatnia wartość to wyraz wolny równania regresji. Na przykład dla danych z przykładu 1 dla liczby 1 wartości byłyby następujące: 0.998; 3.297 a dla przykładu 2: 0.194; 0.242; 0.575; 4.949

 

 

Obok tabeli znajduje się grupa zakładek, które zawierają dodatkowe, użyteczne informacje o wybranej w tabeli kombinacji (patrz opis w narzędziu Właściwości kombinacji).

 

 

 

Tworzenie typowania Regresja liniowa

 

Aby utworzyć typowanie:

 

Aby wygenerować typowanie:

 

 

Zobacz także:

Zakres losowań | Optymalne kombinacje | Typowanie redukcyjne | Sieci neuronowe