在MATLAB中,预测回归分析是一种常用的数据建模技术,用于探索两个或多个变量之间的关系。在这个具体的案例中,我们有两个问题,一个是简单的线性回归分析,另一个是多元线性回归分析。
我们来看简单线性回归。假设我们有血压(y)和年龄(x)的数据,通过散点图可以观察到两者之间可能存在线性关系。线性回归模型通常形式为:y = β0 + β1*x + ε,其中β0是截距,β1是斜率,ε是随机误差项。我们需要从数据中估计这两个参数。在MATLAB中,可以使用`regress`函数来计算这些估计值。例如,如果数据存储在`y`和`x`变量中,命令`[b, bint, r, rint, stats] = regress(y, x)`将返回β1的估计值(b),其置信区间(bint),残差(r),残差的置信区间(rint),以及统计信息(stats)。
对于第二个问题,即多元线性回归,我们需要考虑血压(y)、年龄(x1)、体重指数(x2)和吸烟习惯(x3)四个变量。模型变为:y = β0 + β1*x1 + β2*x2 + β3*x3 + ε。这里吸烟习惯可以编码为二元变量,0表示不吸烟,1表示吸烟。使用MATLAB的`regress`函数同样能处理这种情况,只需将所有自变量放入一个矩阵`X`中,例如`X = [ones(n,1), x1, x2, x3]'`,然后再次调用`regress`函数。
回归分析的评估通常包括以下几个关键指标:
1. **R²**:决定系数,表示模型解释的方差比例。R²越接近1,说明模型对数据的拟合度越好。
2. **F值**:检验模型整体显著性的统计量。较大的F值意味着模型中的自变量整体对因变量有显著影响。
3. **p值**:与F值对应的概率。如果p值小于显著性水平(通常是0.05),则拒绝原假设(没有影响),接受回归模型。
在MATLAB中,`regress`函数会返回R²,F值和p值,这些信息可以帮助我们判断模型是否有效。如果p值小于显著性水平,说明模型显著;如果R²较小,可能需要调整模型或考虑其他解释变量。
在实际操作中,我们还会关注残差的分析,比如使用`rcoplot`函数绘制残差图,检查残差是否有特定模式,以确认模型的残差是否符合正态分布和独立性假设。
我们看到一个具体的MATLAB代码示例,它展示了如何执行回归分析、获取结果,并将结果整理成表格。这个例子中,回归系数的估计值为98.4084,斜率的置信区间为[78.7484, 118.0683],R²为0.4540,F值为23.2834,p值远小于0.001,这表明回归方程具有显著性。
MATLAB的预测回归分析提供了一种强大的工具,用于分析数据,建立预测模型,并进行统计推断。通过理解和应用这些概念,我们可以更好地理解变量间的相互作用,并据此做出预测。