多元线性回归分析模型
多元线性回归模型
Cov( X ji , i ) 0
j 1,2, k
假设4，随机项满足正态分布
i ~ N (0, 2 )
上述假设的矩阵符号表示 式：
假设1，n(k+1)维矩阵X是非随机的，且X的秩=k+1，
即X满秩。
回忆线性代数中关于满秩、线性无关!
假设2，
E (μ)
E
1
E (1 )
0
n E( n )
X ki ) ) X 1i ) X 2i
Yi Yi X 1i Yi X 2i
(ˆ0 ˆ1 X 1i ˆ2 X 2i ˆk X ki ) X ki Yi X ki
解该（ k+1）个方程组成的线性代数方程组，即
可得到(k+1) 个待估参数的估计值
$ j
,
j
0,1,2, ,
k
。
□正规方程组的矩阵形式
en
二、多元线性回归模型的基本假定
假设1，解释变量是非随机的或固定的，且各X之间互不 相关（无多重共线性）。
假设2，随机误差项具有零均值、同方差及不序列相关 性。
E(i ) 0
i j i, j 1,2,, n
Var
(i
)
E
(
2 i
)
2
Cov(i , j ) E(i j ) 0
假设3，解释变量与随机项不相关
这里利用了假设: E(X’)=0
等于0，因为解释变 量与随机扰动项不相 关。
3、有效性（最小方差性）
ˆ 的方差-协方差矩阵为
Co（v ˆ） E{[ˆ E（ˆ）][ˆ E（ˆ）]}
E[(ˆ )(ˆ )]
E{（[ X X）-1X ]（[ X X）-1X ]}
多元线性回归模型过程
多元线性回归模型过程
多元线性回归是一种常用的回归分析模型，它可以用来分析两个或多个自变量之间的线性关系。
下面介绍多元线性回归模型的过程：
一、建立模型
1、观察原始数据：首先要收集需要分析的原始数据，从数据中观察现象背后
的规律来获取有效信息；
2、定义自变量与因变量：根据原始数据形成假设，确定要分析的自变量和因
变量，从而确定要分析的模型；
3、归纳回归方程式：运用最小二乘法解决回归方程，归纳出多元线性回归模型；
二、检验模型
1、显著性检验：检验所选变量是否对因变量有显著影响；
2、线性有效性检验：检验多元线性回归模型的线性有效性，确定拟合数据的完整性；
3、自相关性检验：检验各个自变量间的线性关系是否存在自相关现象；
4、影响因素较差检验：检验因变量的预测值与实际值之间的相对关系；
三、参数估计
1、极大似然估计：根据已建立的多元线性回归模型，可以运用极大似然估计，得出模型中未知参数的点估计值；
2、大致估计：利用已经进行检验的多元线性回归模型，对模型参数进行大致
估计，求出平均偏差平方根，从而估计模型的精确度；
四、分析模型
1、确定因子影响：根据已建立多元线性回归模型，可以求出每个自变量的系数，从而确定影响因变量的主要因素；
2、决定系数：可以利用模型求出每个自变量的决定系数，从而求得因变量对自变量的百分比影响；
3、对因变量施加假设：多元线性回归模型可以根据模型参数影响程度和数据情况，在每个自变量上施加多种假设，以确定模型最合理的假设；
4、模型检验：根据已建立的多元线性回归模型，可以运用张量分析，根据模型的指标，检验模型的被解释力水平，判断模型的有效性。
计量经济学-多元线性回归模型
Y=β0+β1X1+β2X2+...+βkXk+ε，其中Y为因变 量，X1, X2,..., Xk为自变量，β0, β1,..., βk为回归 系数，ε为随机误差项。
多元线性回归模型的假设条件
包括线性关系假设、误差项独立同分布假设、无 多重共线性假设等。
研究目的与意义
研究目的
政策与其他因素的交互作用
多元线性回归模型可以引入交互项，分析政策与其他因素（如技 术进步、国际贸易等）的交互作用，更全面地评估政策效应。
实例分析：基于多元线性回归模型的实证分析
实例一
预测某国GDP增长率：收集该国历史数据，包括GDP、投资、消费、出口等变量，建立 多元线性回归模型进行预测，并根据预测结果提出政策建议。
最小二乘法原理
最小二乘法是一种数学优化技术，用 于找到最佳函数匹配数据。
残差是观测值与预测值之间的差，即 e=y−(β0+β1x1+⋯+βkxk)e = y (beta_0 + beta_1 x_1 + cdots + beta_k x_k)e=y−(β0+β1x1+⋯+βkxk)。
在多元线性回归中，最小二乘法的目 标是使残差平方和最小。
t检验
用于检验单个解释变量对被解释变量的影响 是否显著。
F检验
用于检验所有解释变量对被解释变量的联合 影响是否显著。
拟合优度检验
通过计算可决系数（R-squared）等指标， 评估模型对数据的拟合程度。
残差诊断
检查残差是否满足独立同分布等假设，以验 证模型的合理性。
04
多元线性回归模型的检验与 诊断
多元线性回归模型与解释力分析
多元线性回归模型与解释力分析一、引言多元线性回归模型是一种常用的统计分析方法，用于探究多个自变量与一个因变量之间的关系。
在多元线性回归模型中，解释力分析是评估模型可靠性和预测效果的重要指标。
本文将介绍多元线性回归模型的基本原理以及解释力分析方法，并结合案例进行实证分析。
二、多元线性回归模型原理多元线性回归模型假设因变量Y与自变量X1、X2、...、Xk之间具有线性关系，可表示为：Y = β0 + β1X1 + β2X2 + ... + βkXk + ε其中，Y代表因变量，X1、X2、...、Xk代表自变量，β0、β1、β2、...、βk代表回归系数，ε代表误差项。
三、解释力分析方法解释力分析旨在评估多元线性回归模型的拟合程度和对因变量的解释能力。
以下是几种常用的解释力分析方法：1. R方（R-squared）R方是评估模型对因变量变异性解释程度的指标，其取值范围为0到1。
R方值越接近1，表示模型的解释力越强。
然而，R方存在过拟合问题，因此在进行解释力分析时应综合考虑其他指标。
2. 调整R方（Adjusted R-squared）调整R方考虑了模型的复杂度，避免了R方过高的问题。
它与R 方类似，但会惩罚模型中自变量个数的增加。
调整R方越高，说明模型对新样本的预测能力较强。
3. F统计量F统计量是评估多元线性回归模型整体拟合优度的指标。
它基于残差平方和的比值，其值越大表示模型的拟合效果越好。
通过与理论分布进行比较，可以判断模型的显著性。
4. t统计量t统计量用于评估每个自变量的回归系数是否显著不为零。
t统计量的绝对值越大，说明自变量对因变量的解释能力越强。
四、实证分析为了说明多元线性回归模型与解释力分析的实际运用，以下以某公司销售额的预测为例进行实证分析。
假设销售额Y与广告费用X1和人员数量X2之间存在线性关系，建立多元线性回归模型如下：Sales = β0 + β1*Advertisement + β2*Staff + ε通过对数据进行回归分析，得到模型的解释力分析结果如下：R方 = 0.85，调整R方 = 0.82，F统计量 = 42.31Advertisement的t统计量为3.42，Staff的t统计量为2.09根据以上分析结果可知，该多元线性回归模型对销售额的解释力较强。
多元线性回归模型原理
多元线性回归模型原理Y=β0+β1*X1+β2*X2+...+βn*Xn+ε其中，Y表示因变量，X1、X2、..、Xn表示自变量，β0、β1、β2、..、βn表示模型的参数，ε表示误差项。
通过对数据进行拟合，即最小化误差平方和，可以估计出模型的参数。
多元线性回归模型的原理是基于最小二乘法，即通过最小化残差平方和来估计参数的值。
残差是指模型预测值与真实值之间的差异，最小二乘法的目标是找到一组参数，使得所有数据点的残差平方和最小。
通过求解最小二乘估计，可以得到模型的参数估计值。
为了评估模型的拟合程度，可以使用各种统计指标，例如R方值、调整R方值、标准误差等。
R方值表示模型解释因变量方差的比例，取值范围在0到1之间，值越接近1表示模型对数据的拟合程度越好。
调整R方值考虑了模型中自变量的个数和样本量之间的关系，可以更准确地评估模型的拟合程度。
标准误差表示模型预测值与真实值之间的标准差，可以用于评估模型的预测精度。
在建立多元线性回归模型之前，需要进行一些前提条件的检查，例如线性关系、多重共线性、异方差性和自变量的独立性。
线性关系假设要求自变量与因变量之间存在线性关系，可以通过散点图、相关系数等方法来检验。
多重共线性指的是自变量之间存在高度相关性，会导致参数估计的不稳定性，可以使用方差膨胀因子等指标来检测。
异方差性指的是残差的方差不恒定，可以通过残差图、方差齐性检验等方法来检验。
自变量的独立性要求自变量之间不存在严重的相关性，可以使用相关系数矩阵等方法来检验。
当满足前提条件之后，可以使用最小二乘法来估计模型的参数。
最小二乘法可以通过不同的方法来求解，例如解析解和数值优化方法。
解析解通过最小化误差平方和的一阶导数为零来求解参数的闭式解。
数值优化方法通过迭代来求解参数的数值估计。
除了最小二乘法，还有其他方法可以用于估计多元线性回归模型的参数，例如岭回归和lasso回归等。
岭回归和lasso回归是一种正则化方法，可以对模型进行约束，可以有效地避免过拟合问题。
多元线性回归模型构建
多元线性回归模型构建多元线性回归模型是统计分析中一种常用的数据拟合方法，可用来对定量变量之间的关系进行建模，预测定量变量的变化，以及预测结果的置信水平等。
本文将针对多元线性回归模型的概念及其理论模型，结构介绍，应用说明以及优缺点等方面进行详细介绍。
二、概念多元线性回归模型（Multiple Linear Regression Model, MLRM）是统计分析中最常用的数据拟合方法，也是机器学习和数据挖掘的一种经典算法。
它可以用来在多个定量变量之间建立一个线性回归关系，从而预测定量变量的变化，以及预测结果的置信水平等。
多元线性回归模型以线性模型为基础，以求解最小二乘问题（Least Squares Problem）来寻找常数和系数，旨在找到最佳拟合模型。
三、结构多元线性回归模型以线性模型为基础，以求解最小二乘问题（Least Squares Problem）来寻找常数和系数，旨在找到最佳拟合模型，其结构如下：多元线性回归模型：Y=b0+b1*X1+b2*X2…+b n*XnY 为因变量，指被预测的定量变量；X1、X2…Xn是自变量，指可用来预测因变量变化的定量变量； b0、b1、b2…b n分别为关系中各个自变量的系数。
四、应用多元线性回归模型广泛应用于社会科学，包括经济学、管理学、法学等多个领域。
例如，探讨一个企业经济活动的盈利情况，就可采用多元线性回归模型计算出不同的投资因素对企业收益的影响程度。
因此，多元线性回归模型可以应用在预测和决策分析中，从而更好地支持决策。
五、优点(1)多元线性回归模型可涉及多个自变量，可模拟出复杂的系统关系，解决多头预测和决策分析问题，对决策提供可靠的数据和参考；(2)多元线性回归模型具有较高的精度和稳定性，可以准确地捕捉现实问题，更好地反映实际情况；(3)多元线性回归模型的数据处理上也相对较为简单，不需要花费大量的人力和时间资源，容易操作，易于理解；六、缺点(1)多元线性回归模型要求数据具有较高的完整性和多样性，并要求自变量的变量类型较少，局限性较大；(2)多元线性回归模型可能因数据中的噪音而影响模型的准确性，模型预测存在较大误差；(3)多元线性回归模型可能存在欠拟合或过拟合的情况，无法有效反映出实际系统中的复杂情况。
回归分析中的多元线性回归模型比较
回归分析中的多元线性回归模型比较回归分析是一种非常重要的数据分析方法，在很多领域都有广泛的应用。
其中，多元线性回归模型是比较常用的一种模型，但是在实际应用中，也有其他类型的回归模型。
本文将介绍多元线性回归模型，以及与之相比较的其他回归模型。
一、多元线性回归模型多元线性回归模型是一种基于线性回归的模型，在该模型中，我们假设因变量可以由多个自变量线性组合得到。
其数学形式如下：Y = β0 + β1X1 + β2X2 + ... + βpXp + ε其中，Y表示因变量，X1, X2, ..., Xp表示自变量，β0, β1, β2, ..., βp表示模型的系数，ε表示误差项。
我们的目标是通过最小化误差项，来得到最优的模型系数。
二、其他回归模型除了多元线性回归模型之外，还有很多其他类型的回归模型，比如：1. 线性回归模型：该模型仅考虑单个自变量对因变量的影响，数学形式为：Y = β0 + β1X1 + ε。
2. 多项式回归模型：该模型假设因变量与自变量之间存在非线性关系，数学形式为：Y = β0 + β1X1 + β2X1^2 + β3X1^3 + ... + βpX1^p + ε。
3. 逻辑回归模型：该模型用于处理分类问题，其数学形式为：P(Y=1) = exp(β0 + β1X1 + β2X2 + ... + βpXp) / [1 + exp(β0 + β1X1 + β2X2 + ... + βpXp)]。
4. 线性混合效应模型：该模型用于处理多层次结构数据，其数学形式为：Yij = β0 + β1X1ij + β2X2ij + ... + βpXpij + bi + εij。
三、多元线性回归模型与其他回归模型的比较在实际应用中，选择合适的回归模型非常重要。
以下是多元线性回归模型与其他回归模型之间的比较：1. 多元线性回归模型可以处理多个自变量之间的关系，能够较好地解释因变量的变异。
但是，该模型假设因变量与自变量之间是线性关系，如果这种假设不成立，模型的拟合效果可能很差。
多元线性回归分析模型应用
多元线性回归分析模型应用多元线性回归分析模型是一种用于预测和解释多个自变量对因变量的影响的统计分析方法。
它是用于描述多个自变量与一个因变量之间的线性关系的模型。
多元线性回归分析模型在许多领域中都有广泛的应用，包括经济学、社会学、金融学、市场营销学等。
下面以经济学领域为例，介绍多元线性回归分析模型的应用。
经济学是多元线性回归分析模型的重要应用领域之一、在经济学中，多元线性回归分析模型被广泛用于预测和解释经济现象。
例如，经济学家可以使用多元线性回归模型来分析工资与教育程度、工作经验、性别等自变量之间的关系。
通过对这些自变量的影响进行量化和分析，可以得出结论并制定相应政策。
此外，多元线性回归模型还可以用于解释商品价格、消费者支出、国内生产总值等宏观经济现象。
在金融学领域，多元线性回归分析模型可以用于预测股票价格、货币汇率等金融市场现象。
金融学家可以通过收集和分析市场数据，构建多元线性回归模型来解释这些现象。
例如，可以建立一个多元线性回归模型来预测股票价格，并使用该模型来制定投资策略。
在社会学领域，多元线性回归分析模型可以用于研究社会问题和社会现象。
例如，社会学家可以使用多元线性回归模型来分析犯罪率与失业率、教育水平、贫困程度等自变量之间的关系。
通过对这些自变量的影响进行分析，可以得出对社会问题的解释和解决方案。
在市场营销学领域，多元线性回归分析模型可以用于预测和解释市场行为。
例如，市场营销人员可以使用多元线性回归模型来分析广告投入、产品价格、产品特性等自变量对销售量的影响。
通过对这些自变量的影响进行分析，可以制定相应的市场营销策略。
总之，多元线性回归分析模型在各个领域中都有广泛的应用。
无论是经济学、金融学、社会学还是市场营销学，多元线性回归分析模型都是解决实际问题和预测趋势的重要工具。
通过对自变量与因变量之间的关系进行建模和分析，可以得出结论并为决策提供依据。
不过，在应用多元线性回归分析模型时，还需要注意模型的假设和前提条件，以及对结果的解释和使用。
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企业销售额影响因素分析及回归模型学号：1003131014 姓名：李绍林班级：10级人力资源管理
一、问题提出
（一）研究问题：
随着市场经济的进一步发展，也加剧了企业在市场运行中的不确定性，如何在复杂多变的市场中占据主导，如何在经济流通的过程中，充分利用各种有利的因素，来确保企业销售额的增长，如何控制经济流通中的各项开支，如何组合来服务于企业销售额的增长。
因此，在这里通过分析某家公司的企业销售状况，试图研究影响企业销售额的各因素及其之间的关系，建立企业销售额及其因素的回归模型，并进行经济分析。
（二）数据来源
某企业开支与销售额关系表：
二、定性分析
为了研究企业销售额的影响因素，我们对相关数据进行简单的定性分析，并各因素同因变量的相关关系做了一个简单的预测。
个人可支配收入反映一个地区或市场上消费者的购买能力，单独来看，应与企业的销售额呈正相关关系，即企业产品的目标市场群体的个人可支配收入起高，企业所能获得的销售额也会相应提高。
商业回扣是企业为了改善销售商之间的关系，同时加强同销售商之间的合作，通过商业回扣的方式来吸引销售商，商业回扣作为企业的一个重要的营销策略，这也会减少企业的利润，商业回扣作为影响企业销售额的重要因素，商业回扣投入情况同企业的销售额多少有一定的关系。
商品价格能够通过企业产品的需求来影响企业的销售量，两者共同作用于企业的销售额，是影响企业销售额的一个关系因子。
如何制定价格策略来提高企业的销售额，具有重要的现实意义。
研究与发展经费反映企业的研发能力和对市场的捕捉能力，能够适应市场需求来适应开发新的产品，不断开拓新的市场，提高产品的质量和水平，这能够为企业的扩大市场份额和企业销售额的提高。
广告费用是企业为了对产品进行推广和让消费者更好地了解产品和创造需求，引导消费者的购买欲望，同时有利于树立产品和企业的形象。
当然广告费用的支出也是影响企业销售额的一个重要因子。
销售费用是企业为了产品的销售在产品的流通和销售过程中发生的一系列费用的总和，其与企业的销售额有一定的关系。
因此，我们选择企业的销售额作为被解释变量y ，选取个人可支配收入、商业回扣、商品价格、研究与发展经费、广告费、销售费作为解释变量，分别设其为x1、x2、x3、x4、x5、x6 。
三、相关分析
（一）数据基本描述
Descriptive Statistics
商业回扣12 112 149 128.50 10.808
商品价格12 73.20 82.28 77.8692 2.88167 研究与发展经费12 11.37 35.74 23.6925 8.23151 广告费12 21.27 94.63 72.6717 25.85456
销售费12 210.60 328.25 268.4500 37.82307
（二）相关分析
利用散点图和相关系数检验对被解释变量y 和解释变量x1、x2、x3、x4、x5、x6之间的相关性作分析。
1、散点图分析：根据散点图可以看出，年销售额y与个人可支配收入x1、商业回扣x
2、商品价格x
3、研究和发展费用x
4、广告费用x
5、销售费用x6之间相关性不强，各个影响因素之间的独立性较强。
现在我们来看企业年销售额与各影响因素之间的关系，从上图中我们可以看出，企业的年销售额与个人可支配收入和销售费呈正相关关系，而与商业回扣之间成负相关关系，同商品的价格和研究与发展经费之间相关性不强，而年销售额与广告费用之间的关
系存在很大的不确定性。
2、相关系数分析：从相关系数表中可以看出，我们选取的解释变量个人可支配收入x1和销售费用x6同被解释变量y相关系数分别为0.765和0.627，双侧尾概率2-Sig.值分别为0.004和0.029，均明显小于0.05，相关性显著，个人可支配收入和销售费用通过了相关性检验，而商业回扣x2、商品价格x
3、研究和发展费用x
4、广告费用x5同被解释变量y相关系数分别为0.06、-0.12、-0.101和0.434，而双侧尾概率2-Sig.值均明显大于0.05，表明相关系不强，也说明了这几个解释变量没有通过相关系检验，这表明我们对影响因素的选择上存在一定的问题。
简单相关只适用于线性情况，为了避免诸如非线性相关、多重共线性等因素的影响，对各自变量做偏相关检验，如下表：其中自变量个人可支配收入x1、商品价格x3、广告费用x5、销售费用x6同因变量y的相关性达到0.5以上，其中只有广告费用x5的Sig.值小于0.05，其余均大于显著性水平0.05.而商业回扣和研究和开发经费的相关性还没有达到0.5，显著性检验也存在一定的问题。
四、模型建立
（一）全模型
假定该模型多元线性回归模型可表示为：
Y=β0+β1x1+β2x2+β3x3+β4x4+β5x5+β6x6 其中，β0为常数项，β1至β6表示各自变量系数。
通过SPSS，采用Enter法进行多元线性回归，得到结果如下：
1、对方程和回归系数的检验
（1）拟合度检验：利用强行进入法得到的方程复相关系数R=0.962，样本决定系数=0.926，调整后的样本决定系数为0.837，方程拟合程度较好，但是估
计标准误为200.57157，过大。
方程DW值为2.135，经查表可知，不能判断方
程是否存在自相关。
（2）方程显著性检验：在0.05 的显著性水平下，可知F值=44.056，大于临界值，且P值=0.000，远远小于0.05，因此，回归方程显著。
（3）回归系数检验：这六个自变量中个人可支配收入x1、商业回扣x2、商品价格x3、研究和发展费用x4、广告费用x5、销售费用x6，只有广告费用x5通过了检验，其他自变量未通过检验。
其中个人可支配收入x1和销售费用x6的VIF值均较高，表明其存在较强的共线性。
2、残差分析
（1）正态性检验：根据直方图和正态概率图（PP图）可以看出，残差基本符合
正态分布。
（2）异方差性检验：根据残差图可以看出，残差值随y值的增大，有一些规律
性的变化，难以判断其是否存在异方差问题。
3、多重共线性诊断
根据回归系数表可以看出，自变量个人可支配收入x1和销售费用x6的VIF值
比较大，说明其存在较强的共线性。
其余的VIF值较小，说明这些自变量共线
性不强。
综上所述，通过Enter法建立的全模型从整体来看是可以接受的，我们得到的全模型下的多元回归方程是：
Y=4350.101+3.981X1-1.318X2-43.467X3+12.174X4+12.543X5+5.676X6
这并不是一个好的回归方程，从回归系数的显著性检验的尾概率可以看到，给定的显著性水平为0.05，仅仅只有广告费用x5通过了检验，其余均没有通过显著性检验，说明回归程但仍存在若干问题，还有诸如部分自变量无法通过模型检验、存在多重共线性和自相关性等问题，这都需要对回归模型进行进一步的优化。
（二）逐步回归分析
利用逐步回归（Stepwise）方式，建立回归模型。
整个逐步分析过程很清晰：先引入变量个人可支配收入x1,建立一元回归方程，再引入变量广告费用x5,建立二元回归模型，由于剩下的变量x2、x3、x4、x6对不再具有显著性影响。
从回归系数显著性检验的尾概率中可以看出，个人可支配收入x1和广告费用x2的尾概率分别为0.000和0.008远小于显著性水平0.05，而且从Excluded Variables表中可以看出建立的二元回归方程也通过了整体性的显著性检验。
综上，修正后的最终模型为：
Y=1640.1+6.652X1+9.297X5
五、模型经济意义分析
同上面分析得出的模型可知，企业销售额的主要影响因素为个人可支配收入和广告费用。
个人可支配收入每增加一个单位，企业的销售额将增加6.652个单位；广告费用每增加一个单位，企业销售额将增加9.297个单位。
个人可支配收入是全社会整个购入能力的重要指标，个人可支配收入越高，整个社会的购买能力越强。
企业的发展需要良好的市场经济环境，而能够为企业的发展带来持续的动力是企业的目标群体的收入的提高和个人可支配收入的增加。
广告费用的支出是企业营销策略的一部分，广告支出是企业为了对产品进行推广和让消费者更好地了解产品，同时创造需求，引导消费者的购买欲望，同时有利于树立产品和企业的形象。
小结：由于这是对某一家企业的数据进行分析，受到这家企业的性质的影响，以及样本的数量，影响因素的选取等方面存在着很多的不足，可能会对模型研究的结果产生影响。
希望老师能够给出一些建议，我将会在下次的建模过程更加注意这些方面，在这里提前谢谢老师！。