加权最小二乘法英文解释翻译、加权最小二乘法的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 weighted least square method
分词翻译:
加权的英语翻译:
【计】 weighting
【经】 weighting
最小二乘法的英语翻译:
【计】 least square method; least square procedure; method of least squares
【化】 least square method; method of least squares
专业解析
加权最小二乘法(Weighted Least Squares, WLS)是一种用于线性回归分析的统计优化方法,其核心目标是通过引入权重系数,降低异方差性(heteroscedasticity)对参数估计的影响,从而提高模型的准确性和稳健性。以下是其关键解析:
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基本定义与数学表达
在普通最小二乘法(Ordinary Least Squares, OLS)中,假设误差项的方差恒定(同方差性)。而WLS通过为每个观测值赋予不同的权重$wi$,调整异方差数据的影响。其目标函数为:
$$
min sum{i=1}^n w_i (y_i - X_i beta)
$$
其中,$y_i$为因变量,$X_i$为自变量向量,$beta$为待估参数,$w_i$通常与误差项方差的倒数成比例。
-
权重选择与实现
权重的确定依赖于误差方差的结构。常见方法包括:
- 先验知识:根据数据特性预先定义权重(如时间序列中近期数据赋予更高权重)。
- 残差分析:通过OLS初步拟合,用残差平方的倒数作为权重迭代估计。
- 协方差矩阵:若已知协方差矩阵$Omega$,则权重矩阵$W$可设为$Omega^{-1}$,参数估计量为:
$$
hat{beta} = (X^top W X)^{-1} X^top W y
$$
-
应用场景与优势
WLS广泛用于经济学、工程学和实验科学中,例如:
- 金融数据中波动率随时间变化的情形。
- 传感器测量中不同精度仪器的数据融合。
其优势在于能有效减少异方差导致的估计偏差,且通过调整权重可灵活适应复杂数据模式。
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学术参考与扩展阅读
具体实现可参考:
- Greene, W. H. Econometric Analysis(第7版)对WLS的数学推导及经济应用进行了详细阐述。
- 宾夕法尼亚州立大学统计课程对权重选择策略提供了实践案例。
网络扩展解释
加权最小二乘法(Weighted Least Squares, WLS)是普通最小二乘法(OLS)的一种改进方法,主要用于解决回归分析中的异方差性问题。以下是其核心要点:
1.核心思想
- 异方差问题:在OLS中,假设所有观测值的误差方差相同(同方差)。但现实中,数据可能存在异方差性(即误差方差随自变量变化而变化),此时OLS估计不再最优。
- 加权调整:WLS通过为不同数据点分配不同权重,降低方差较大观测值的影响,提升方差较小观测值的贡献,从而使模型更准确。
2.数学形式
目标是最小化加权残差平方和:
$$
min sum_{i=1}^n w_i (y_i - X_i beta)
$$
其中:
- (w_i) 是权重,通常取误差项方差的倒数 (w_i = 1/sigma_i)。
- 若误差方差未知,可通过数据估计(如用残差平方的倒数或建立方差模型)。
3.应用场景
- 异方差数据:例如金融时间序列中波动率变化较大的时期。
- 测量精度差异:实验中某些观测值测量更精确(如仪器误差更小)。
- 分组数据:不同组样本量差异大时,可按组规模分配权重。
4.与OLS的区别
- 权重引入:OLS默认所有(w_i=1),而WLS根据数据特性调整权重。
- 估计效率:WLS在异方差下能提供更有效的参数估计(方差更小)。
5.实现步骤
- 检验异方差:通过残差图观察,或使用Breusch-Pagan检验。
- 确定权重:根据先验知识或残差分析选择权重函数。
- 拟合模型:用加权后的数据进行回归计算。
示例
假设研究收入与消费的关系,高收入群体的消费波动(方差)可能更大。WLS可为低收入群体分配更高权重,使模型更关注方差较小的区域,提升预测稳健性。
通过加权最小二乘法,能更科学地处理异方差数据,提升回归模型的准确性和解释力。
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