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Regressão Linear, Notas de estudo de Engenharia Civil

Teoria sobre regressão linear.

Tipologia: Notas de estudo

2011
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Compartilhado em 04/11/2011

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL
FACULDADE DE MATEMÁTICA – DEPTº DE ESTATÍSTICA
DISCIPLINA: ESTATÍSITCA APLICADA Á ADM II
ANÁLISE DE REGRESÃO LINEAR E CORRELAÇÃO LINEAR
REGRESSÃO LINEAR
1. Objetivos e hipóteses da Análise de Regressão
O objetivo principal da análise de regressão é predizer o valor da variável
dependente Y dado que seja conhecido o valor da variável independente X.
A equação de regressão é a fórmula algébrica pela qual se determina Y.
A Análise de Regressão Simples diz respeito à predição de Y por uma única
variável X.
A Análise de Regressão Múltipla diz respeito à predição de Y por mais de uma
variável X ( x1, x2, ....).
As hipóteses gerais são:
1. Y é uma variável aleatória obtida de uma amostra;
2. Y e X estão associadas linearmente;
3. homocedasticidade – as variâncias das distribuições condicionais de Y dado X são todas
iguais.
Se em conjunto com a análise de regressão, utiliza-se a estimação por
intervalo, é necessária a hipótese de que as distribuições condicionais de Y dado X são
todas distribuídas normalmente para os valores da população.
2. Diagrama de dispersão
É um gráfico no qual cada ponto representa um par de valores (x;y). Os
valores de X são colocados no eixo horizontal e Y no vertical.
Transformação Linear – se a relação ente X e Y for curvilínea, usa-se logaritmos para
transforma-la em linear e aplicar a Análise de Regessão Linear. Para voltar à escala original
usa-se o antilogarítmo.
Se o diagrama indica uma relação linear, então ajusta-se aos dados uma linha
que seja a melhor função ajustante.
A localização precisa desta linha é determinada pelo Método dos Mínimos
Quadrados (MMQ).
Exemplos de diagramas de dispersão:
pf3
pf4
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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL FACULDADE DE MATEMÁTICA – DEPTº DE ESTATÍSTICA DISCIPLINA: ESTATÍSITCA APLICADA Á ADM II

ANÁLISE DE REGRESÃO LINEAR E CORRELAÇÃO LINEAR

REGRESSÃO LINEAR

1. Objetivos e hipóteses da Análise de Regressão O objetivo principal da análise de regressão é predizer o valor da variável dependente Y dado que seja conhecido o valor da variável independente X. A equação de regressão é a fórmula algébrica pela qual se determina Y. A Análise de Regressão Simples diz respeito à predição de Y por uma única variável X. A Análise de Regressão Múltipla diz respeito à predição de Y por mais de uma variável X ( x 1 , x 2 , ....).

As hipóteses gerais são:

  1. Y é uma variável aleatória obtida de uma amostra;
  2. Y e X estão associadas linearmente;
  3. homocedasticidade – as variâncias das distribuições condicionais de Y dado X são todas iguais. Se em conjunto com a análise de regressão, utiliza-se a estimação por intervalo, é necessária a hipótese de que as distribuições condicionais de Y dado X são todas distribuídas normalmente para os valores da população. 2. Diagrama de dispersão É um gráfico no qual cada ponto representa um par de valores (x;y). Os valores de X são colocados no eixo horizontal e Y no vertical.

Transformação Linear – se a relação ente X e Y for curvilínea, usa-se logaritmos para transforma-la em linear e aplicar a Análise de Regessão Linear. Para voltar à escala original usa-se o antilogarítmo.

Se o diagrama indica uma relação linear, então ajusta-se aos dados uma linha que seja a melhor função ajustante.

A localização precisa desta linha é determinada pelo Método dos Mínimos Quadrados (MMQ). Exemplos de diagramas de dispersão:

3. Método dos Mínimos Quadrados (MMQ)

A fórmula geral na população é

Y = α+ β x + u

onde

α =coeficiente linear ou intercepto-Y;

β =coeficiente angular;

u = variações aleatórias.

A fórmula geral na amostra é

Yˆ^ =a+ bx

onde a= estimador do coeficiente linear; b= estimador do coeficiente angular;

Pelo MMQ, a reta resultante tem duas características importantes:

  1. A soma dos desvios verticais dos pontos em relação a reta é zero.
  2. A soma dos quadrados desses desvios é mínima.

As fórmulas de cálculo para a e b são:

n

y

syy y

n

x

sxx x

n

x. y

sxy xy

a y b.x

sxx

sxy

b

2 2

2 2

A estimação de Y deve ser feita apenas dentro do intervalo de variação de X originalmente amostrado. A equação fornece a base de uma estimativa por ponto.

Amostra:

2 r = r

Pode-se elevar o coeficiente de correlação ao quadrado para se obter o coeficiente de determinação. Fórmula Alternativa para o coeficiente de correlação amostral,

sxx. syy

sxy r =

que não requer o conhecimento dos coeficientes a e b da equação de regressão. O sinal do coeficiente é obtido diretamente, sem necessidade de observar ou calcular a declividade da linha de regressão. O coeficiente amostral de correlação r tem uma leve tendenciosidade como um

estimador de^ ρ^.

4. Significância do coeficiente de correlação Hipóteses:

1

0

ρ

ρ

H

H

ou :^0

1

0

ρ

ρ

H

H

ou :^0

1

0

ρ

ρ

H

H

Se a hipótese nula, ao nível de significância^ α^ , for rejeitada podemos concluir que efetivamente existe uma relação entre as variáveis. A estatística de teste é

2 1

2

r

r n t (^) c

com n-2 graus de liberdade na tabela t