最小二乗法(least square method)

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定義

最小二乗法(least square method)とは、統計モデルのパラメータ推定法の1つである。即ち統計モデルに基づく予測値と実測値の差が最小になるパラメータ値を計算し、これをパラメータの推定値とする方法である。

一般線形モデルにおける例

一般線形モデルは以下のように書き下ろすことができる。

$$

{ \widehat { y }  }=\widehat { { \beta  }_{ 0 } } +\widehat { { \beta  }_{ 1 } } { x }_{ 1i }+\dots +\widehat { { \beta  }_{ n } } { x }_{ 1n }

$$

$$

{ \varepsilon  }_{ i }={ y }_{ i }-{ \widehat { { y }_{ i } } = }{ y }_{ i }- (\widehat { { \beta  }_{ 0 } } +\widehat { { \beta  }_{ 1 } } { x }_{ 1i }+\dots +\widehat { { \beta  }_{ n } } { x }_{ 1n })

$$

残差平方和(residual sum of squares : RSS)は以下の式で定義される量である。

$$

RSS=\sum _{ i=1 }^{ n }{ { \left( { \varepsilon  }_{ i } \right)  }^{ 2 } } =\sum _{ i=1 }^{ n }{ { \left\{ { y }_{ i }- (\widehat { { \beta  }_{ 0 } } +\widehat { { \beta  }_{ 1 } } { x }_{ 1i }+\dots +\widehat { { \beta  }_{ n } } { x }_{ 1n }) \right\}  }^{ 2 } }

$$

このRSSが最小となるパラメータの値を偏微分を持ちして求めることが、最小二乗法の実体である。

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残差平方和(residual sum of squares : RSS)

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