了解多项式回归(MLR)的置信区间的形状
我很难掌握多项式回归的置信区间的形状。 这是一个人工示例,。左图显示了UPV(无标度预测方差),右图显示了置信区间和(人工)在X = 1.5,X = 2和X = 3处的测量点。Y^=a+b⋅X+c⋅X2Y^=a+b⋅X+c⋅X2\hat{Y}=a+b\cdot X+c\cdot X^2 基础数据的详细信息: 数据集由三个数据点(1.5; 1),(2; 2.5)和(3; 2.5)组成。 每个点被“测量”了10次,每个测量值属于。对30个结果点进行了具有多项式模型的MLR。y±0.5y±0.5y \pm 0.5 的置信区间计算与式 和 (两个公式均取自Myers,Montgomery,Anderson-Cook的“ Response Surface Methodology”第四版,第407和34页)UPV=Var[y^(x0)]σ^2=x′0(X′X)−1x0UPV=Var[y^(x0)]σ^2=x0′(X′X)−1x0 UPV=\frac{Var[\hat{y}(x_0)]}{\hat{\sigma}^2}=x_0'(X'X)^{-1}x_0 y^(x0)−tα/2,df(error)σ^2⋅x′0(X′X)−1x0−−−−−−−−−−−−−−√y^(x0)−tα/2,df(error)σ^2⋅x0′(X′X)−1x0 \hat{y}(x_0) - t_{\alpha /2, df(error)}\sqrt{\hat{\sigma}^2\cdot x_0'(X'X)^{-1}x_0} ≤μy|x0≤y^(x0)+tα/2,df(error)σ^2⋅x′0(X′X)−1x0−−−−−−−−−−−−−−√.≤μy|x0≤y^(x0)+tα/2,df(error)σ^2⋅x0′(X′X)−1x0. \leq \mu_{y|x_0} \leq \hat{y}(x_0) + t_{\alpha /2, df(error)}\sqrt{\hat{\sigma}^2\cdot x_0'(X'X)^{-1}x_0} . tα/2,df(error)=2tα/2,df(error)=2t_{\alpha /2, df(error)}=2和。σ^2=MSE=SSE/(n−p)∼0.075σ^2=MSE=SSE/(n−p)∼0.075 \hat{\sigma}^2=MSE=SSE/(n-p)\sim0.075 我对置信区间的绝对值不是特别感兴趣,而是对仅取决于的UPV形状感兴趣。x′0(X′X)−1x0x0′(X′X)−1x0x_0'(X'X)^{-1}x_0 图1: 设计空间之外的非常高的预测方差是正常的,因为我们在推断 …