単回帰分析における区間推定 気温と果実糖度の関係を回帰分析したときに気温が20℃なら, 果実糖度がいくらになるかを知りたい y=a+bx(回帰式)を使って計算するだけだと,点推定である 信頼率95%で温度20℃の条件でy(果実糖度)がいくらになるか を区間推定したい 標本から得た回帰直線の精度はどのくらいか? 45 40 ヒナの体重(g) 葉緑素値 標本回帰直線をもちいて,xが指 定されたときにyの平均値のばら つき(95%信頼区間)は右の図 のようになる 35 30 25 0.5 1 1.5 2 地上部窒素含有率(%) 飲み水の量(L) 2.5 標本から得た回帰直線の精度はどのくらいか? 45 ① 全体の平均(重心ともいう)に 近いところは推定精度が高い ② 全体の平均から遠いと,特に 回帰式を求めたデータ(緑の点) から外れると精度が大きく落ちる ヒナの体重(g) 葉緑素値 40 35 30 25 0.5 1 1.5 2 地上部窒素含有率(%) 飲み水の量(L) 2.5 推定の誤差はどうすれば小さくなるか? 2.標本数を増やす 3.平均に近いところを推定する と精度が高いから,推定したいx が平均付近に来るようにデータ を集める 40 葉緑素値 ヒナの体重(g) 1.独立変数xの範囲を広く取る 45 35 30 25 0.5 1 1.5 2 地上部窒素含有率(%) 飲み水の量(L) 2.5 回帰による点推定 回帰直線 yˆ A Bx 1.5をxに代入する 推定値の信頼区間を図示すると・・・・・・ 45 平均に近いところほど信頼 区間は狭く,精度高く推定 できていることになる. ヒナの体重(g) 葉緑素値 回帰直線を求めるのに 使った標本より外になると, 信頼区間が広くなり,推定 の精度は悪い 40 35 30 25 0.5 1 1.5 2 地上部窒素含有率(%) 飲み水の量(L) 2.5 推定の信頼区間の計算 ウズラの飲み水のデータを例にして,ウズラに水を1.5L飲ませた 場合,ヒナの平均体重を95%信頼区間をつけて推定してみよう. 水(L) 1.864 1.775 1.794 1.84 1.792 1.71 1.392 1.334 1.403 1.32 1.785 1.635 1.89 2.013 1.077 0.984 0.97 0.964 体重(g) 38.625 37.125 37 37 36.625 35.625 35.375 32.875 34.5 33.625 36.5 37.5 39.75 40.375 31.875 29.75 30 29.375 概要 回帰統計 重相関 R 0.926356 重決定 R2 0.858136 補正 R2 0.853069 標準誤差 1.283244 観測数 30 分散分析表 自由度 回帰 残差 合計 切片 水(L) 変動 分散観測された分散比有意 F 1 278.9071 278.9071 169.3718 2.15E-13 28 46.10803 1.646715 29 325.0151 係数 標準誤差 t P-値 下限 95% 上限 95% 下限 99.0% 上限 99.0% 21.50633 1.025847 20.96446 1.18E-18 19.40498 23.60769 18.67165 24.34102 9.2229 0.708675 13.01429 2.15E-13 7.771246 10.67455 7.264646 11.18115 回帰における区間推定 指定したx1(推定) 指定したx2(予測) 指定したy(逆推定) 1.5 残差分散 切片係数 回帰係数 信頼率 1.646715218 21.5063332 9.222900355 95 推定値の標準誤差 t値 yの推定値 下限 上限 0.242944469 2.048407142 35.34068373 34.84303454 35.83833291 分散分析表の残差分散を代入する 分散分析表の切片係数を代入する 分散分析表の回帰係数を代入する % 点推定値 区間推定値 ヒナの体重の点推定は35.34g 95%信頼区間を付けた区間推定値は34.84~35.84gである 予習問題 右のデータは輪ゴムを伸ばした長さが 輪ゴムの飛ぶ距離に及ぼす影響を 調べたものである. 輪ゴムを5.3cm伸ばしたときに輪ゴムは 平均で何cm飛ぶかを95%信頼区間を つけて区間推定せよ. 伸ばした長さ(cm) 飛んだ距離(cm) 1 10 1.5 52 2 89 2.5 141 3 152 3.5 163 4 213 4.5 223 5 227 5.5 234 6 275 6.5 335 7 352 7.5 360 8 378 8.5 384 9 399 9.5 428 10 461 10.5 478
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