Файл: Лакин Г.Ф. Биометрия учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 303

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

По итоговым данным этой таблицы находим:

Ьу / х

2*г/ — пху

205669,55 — 15 X 84,26 X 162,247

2*2- пх*

397213,7515X26323,99

 

 

 

622,0667

 

 

0,264;

 

 

2353,8745

откуда

а = у — Ьх == 84,26 — 0,264 X 162,2 = 41,44,

 

ух — 0,264* + 41,44.

Вычисленные по этому уравнению групповые средние (ух),

т.е. выравненный ряд регрессии окружности груди (F) по росту

(^)мужчин, приводятся в шестом столбце табл. 78. Видно, что

вычисленные значения ух хорошо согласуются с фактически полу­ ченными значениями у эмпирического ряда. Более наглядное представление дает рис. 22, на котором вместе с колеблющимися эмпирическими линиями нанесены и теоретически вычисленные прямые линии регрессии Y по X и X по Y.

На рис. 22 обращает на себя внимание тот факт, что линии регрессии пересекаются, образуя угол. Этот угол может быть и большим и малым, что зависит от степени сопряженности между признаками: чем сильнее связь, тем меньше этот угол, и, наобо­ рот, чем слабее корреляция между признаками, тем больше бу­ дет и угол, образуемый пересечением линий регрессии в системе координат. При г = 0, т. е. при полном отсутствии связи между признаками, линии регрессии пересекаются под прямым углом, а при г —\, т. е. при наличии функциональной зависимости между признаками, линии регрессии совпадают друг с другом. Линии регрессии пересекаются в точке, соответствующей величинам средних арифметических обоих признаков.

Дополнительно к графическому изображению регрессии мож­ но определить меру линейности у=г|2—г2 регресси в системе координат. При г= 0, т. е. при полном отсутствии связи между признаками, линии регрессии пересекаются под прямым углом, а при г 1, т. е. при наличии функциональной зависимости меж­ ду признаками, линии регрессии совпадают друг с другом. Линии регрессии пересекаются в точке, соответствующей величинам средних арифметических обоих признаков.

Дополнительно к графическому изображению регрессии мож­

но определить меру линейности у = ті2—г2 и таким

образом убе­

диться в правильности предположения о линейной

зависимости

между окружностью груди и ростом мужчин. Воспользуемся данными таблицы 78 и рассчитаем квадраты корреляционного отношения и коэффициента, корреляции. Последний определим по формуле 101, придав ей следующий вид:

г =

2 ху ■

2* X 2г/

У/2*2-

(2 ) ‘

)( Ъу2

Ш У

 

 

(125)

234


Предварительно находим суммы квадратов отклонений:

Е l y , — у У = % 2 - - ® - =

106578,53 -

1263-9— = 82,0,

 

V )

 

V

п

 

 

'15

 

 

 

 

х ) 2 = 2X 2- ( ^ ) 2

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

=

397213,75

2437,52

1120, 0.

 

 

Гб

 

 

 

 

 

 

 

Определяем значение коэффициента корреляции:

_

205669,55 -

7 и X 2437,5 X 1263,9

_

285,8

~~

 

У 1120X82

 

_

303,0

Откуда

г2 = 0,889.

Находим величину квадрата корреляционного

отношения У по X (по формуле 107а):

 

 

2 ,

2 ( Ух

г/)2 _

75,096

0,914, Определяем меру линейнос­

Ц у / х ----

2(Уі — у)

 

82,00

 

 

 

т = 0,037. Критерий

ти: у = 0,914 — 0,889 = 0,025.

Ее ошибка

0,025

Следовательно, и графически

и аналитически

tv — -------<r 1.

ѵ0,037

подтверждается первоначальное предположение о линейности регрессии окружности груди у мужчин по длине их тела (росту).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНОЙ ФУНКЦИИ ПРИ НАЛИЧИИ РАВНООТСТОЯЩИХ ЗНАЧЕНИЙ НЕЗАВИСИМОЙ ПЕРЕМЕННОЙ

Уравнение линейной регрессии (120) можно представить в виде отклонений вариант от средних арифметических:

Ух У Ьу / х ( %і X ) ИЛИ Х у X Ь х / у ( У і У ) .

Эти уравнения показывают, что отклонения вариант от средней по одному ряду (У) сопровождаются отклонениями вариант от их средней по другому ряду (X ) регрессии, а коэффициент b характеризует величину изменения одной переменной (У) при из­ менении другой (X).

Если у и х

перенести в правую часть уравнений, получим:

у х =

у + Ь у / х ( Хі — х) и Х у = X + Ь х / у { у 4 — у).

(120а)

235


В таком случае систему нормальных уравнений (121) молено представитъ в следующем виде:

2 г/ = па -f- 62 і — х ) — первое уравнение,

2хг/ = а2 (хі — х) + 62х2 — второе уравнение.

Так как 2 (лу

х) = 0, то 2 у = па и 2 хи — &2х2, откуда а = —

2 ху

п

 

и b =

 

2х2

 

Уравнения

120а можно с успехом использовать для вырав­

нивания эмпирических рядов регрессии при наличии равноотсто­ ящих значений одной из переменных величин. Они особенно цен­ ны при выравнивании рядов динамики, когда изменения призна­ ка учитываются через равные интервалы или промежутки времени. В таких случаях равноотстоящие значения независимой переменной X выражаются числами натурального ряда («откло­ нениями»), идущими от центра ряда динамики в оба его конца;

причем при наличии

н е ч е т н о г о

числа членов

ряда — в виде

—1, —2, —3, ... и +1,

+2, +3, ..., а

при ч ет н о м

числе членов

ряда —1, —3, —5, ..., и +1, +3, +5, ... Порядковые числа («от­ клонения») со знаком минус идут в сторону меньших, а со знаком плюс в сторону больших значений регрессии.

Покажем применение этого способа на следующем примере. Наблюдения над развитием группы детенышей макаков-резусов показало’, что их вес на протяжении первого года жизни изменя­ ется следующим образом:

возраст (мес.):

1

2

3

4

5

6

7

8 ’

9

10

11

12

вес (кг):

0,53

0,71

0,79

0,98

1,06

1,13

1,25

1,43

1,51

1,59

1,65

1,77

Если нанести эти данные на графики, можно убедиться в нали­ чии линейной зависимости между ними. Найдем эмпирическое уравнение этого ряда динамики. Расчет вспомогательных значе­ ний 2 у, 2 ху, и 2х2 приведен в табл. 79.

По итогам табл. 79 находим параметры:

2 у

14,40

2 ху

30,43

п

= 1,20 и

2х2

0,0532.

12

= 572

Отсюда эмпирическое уравнение регрессии У по У оказывает­ ся следующим: ух= 1,20+ 0,0532 х. Ожидаемые значения веса де­ тенышей. (ух) поих возрасту рассчитываются так: г/ж=1,20 + + 0,0532 (—11) = 1,20-0,5882 = 0,6118 = 0,61 и т. д. Значения приведены в последнем столбце табл. 79. •

236



 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 79

Возраст

Вес (кг)

У

*

 

■г2

 

(мес.) X

 

 

1

0,53

 

— 11

-5,83

121

0,61

2

0,71

 

-9

— 6,39

81

0,72

3

0,79

 

— 7

— 5,53

49

0,83

4

0,98

 

-5

-4,90

25

0,93

5

1,06

 

-3

-3,18

9

1,04

6

1,13

 

— 1

-1,13

1

1,14

7

1,25

 

+ 1

4-1,25

1

1,25

8

1,43

 

43

4-4,29

9

1,36

9

1,51

 

+5

4-7,55

25

1,47

10

1,59

 

4-7

4-11,13

49

1,57

11

1,65

 

4-9

4-14,95

81

1,69

12

1,77

 

4-П

4-19,47

121

1,79

Сумма . .

14,40

'

30,43

572

14,40

КОЭФФИЦИЕНТ РЕГРЕССИИ

Коэффициент регрессии играет в регрессионном анализе важ­ ную роль. Он является не только' параметром уравнения, но и мерой регрессии У по X и X по Y. Коэффициент регрессии позво­ ляет рассчитать, насколько в среднем изменится признак при из­ менении на единицу меры другого, связанного с ним признака. При этом, если известны коэффициент корреляции и средние ква­ дратические отклонения сопряженных распределений, коэффици­ ент регрессии У по X и X по Y вычисляется по следующим анало­ гичным формулам:

(Уу X

Іу

(126)

Ь у / X

 

(Ух X

і-х

 

Ох X

К

(126а)

Ьх/у

(Уу X

 

Или же, минуя вычисление средних квадратических отклонений, по формулам:

ѴІХ

Г У ъ ( Уі- у ) 2

(127)

 

 

'

E(Xj — х ) г

(127a)

 

 

237