Пример построения и анализа регрессионной модели средствами SageMath
Везде далее рассматривается пример из методички (исходные данные на стр. 14)
Чтение данных
$\displaystyle \left(9.26,\,9.38,\,12.11,\,10.81,\,9.35,\,9.87,\,8.17,\,9.12,\,5.88,\,6.3,\,6.22,\,5.49,\,6.5,\,6.61,\,4.32,\,7.37,\,7.02,\,8.25,\,8.15,\,8.72,\,6.64,\,8.1,\,5.52,\,9.37,\,13.17\right)$ $\displaystyle \left(\begin{array}{rrrrr}
1.0 & 0.23 & 47750.0 & 6.4 & 17.72 \\
1.0 & 0.24 & 50391.0 & 7.8 & 18.39 \\
1.0 & 0.19 & 43149.0 & 9.76 & 26.46 \\
1.0 & 0.17 & 41089.0 & 7.9 & 22.37 \\
1.0 & 0.23 & 14257.0 & 5.35 & 28.13 \\
1.0 & 0.43 & 22661.0 & 9.9 & 17.55 \\
1.0 & 0.31 & 52509.0 & 4.5 & 21.92 \\
1.0 & 0.26 & 14903.0 & 4.88 & 19.52 \\
1.0 & 0.49 & 25587.0 & 3.46 & 23.99 \\
1.0 & 0.36 & 16821.0 & 3.6 & 21.76 \\
1.0 & 0.37 & 19459.0 & 3.56 & 25.68 \\
1.0 & 0.43 & 12973.0 & 5.65 & 18.13 \\
1.0 & 0.35 & 50907.0 & 4.28 & 25.74 \\
1.0 & 0.38 & 6920.0 & 8.85 & 21.21 \\
1.0 & 0.42 & 5736.0 & 8.52 & 22.97 \\
1.0 & 0.3 & 26705.0 & 7.19 & 16.38 \\
1.0 & 0.32 & 20068.0 & 4.82 & 13.21 \\
1.0 & 0.25 & 11487.0 & 5.46 & 14.48 \\
1.0 & 0.31 & 32029.0 & 6.2 & 13.38 \\
1.0 & 0.26 & 18946.0 & 4.25 & 13.69 \\
1.0 & 0.37 & 28025.0 & 5.38 & 16.66 \\
1.0 & 0.29 & 20968.0 & 5.88 & 15.06 \\
1.0 & 0.34 & 11049.0 & 9.27 & 20.09 \\
1.0 & 0.23 & 45893.0 & 4.36 & 15.98 \\
1.0 & 0.17 & 99400.0 & 10.31 & 18.27
\end{array}\right)$
Настройка модели методом 1МНК
$\widehat{\beta}= \left(10.4391313616,\,-14.7547393191,\,3.12878927408 \times 10^{-05},\,0.198262382765,\,-8.62534668938 \times 10^{-05}\right) $
Вычисление остатков
$\widehat{u}= \left(-0.546889034888,\,-0.639482512475,\,1.19146923606,\,0.0292427639867,\,0.800109757172,\,3.10510776713,\,-0.228348179101,\,1.08498063558,\,1.18620896945,\,-0.0655865530808,\,-0.0723080120393,\,-0.129109974233,\,-1.21408818972,\,-0.191635289598,\,-1.78882245942,\,-0.902346441854,\,-0.279985487689,\,0.058885784518,\,0.0546452089217,\,0.682886128663,\,-0.281935644161,\,0.119214672455,\,-2.08437937613,\,0.0255177617402,\,0.0866484687017\right) $
(-0.5468890348882383, -0.6394825124745029, 1.1914692360582286, 0.029242763986664144, 0.8001097571719047, 3.105107767131045, -0.22834817910063343, 1.0849806355832943, 1.1862089694514628, -0.06558655308077999, -0.07230801203933712, -0.12910997423303794, -1.2140881897151417, -0.1916352895978788, -1.7888224594156386, -0.9023464418541947, -0.2799854876885579, 0.05888578451796178, 0.05464520892173752, 0.6828861286625809, -0.2819356441609493, 0.11921467245509199, -2.084379376131719, 0.025517761740225353, 0.08664846870165377)
Shapiro-Wilk normality test
data: u
W = 0.91782, p-value = 0.04571
Оценка качества модели
$R^2= 0.762831668914 $
$R^2_T= 0.715398002697 $
$R^2_A= 0.644247503372 $
$\widehat{\sigma}_u^2= 1.27977454464 $
$MSE= 1.02381963571 $
$MAPE= 9.404480739 \,\%$
Model is significant
Стандартизированная модель
$\widehat{\beta}^{\text{st}}= \left(-0.597874481002,\,0.30571496364,\,0.202240460487,\,-0.000176545406672\right) $
Коэффициенты эластичности
$\varepsilon_2= -0.563269671576 $
$\varepsilon_3= 0.114740163997 $
$\varepsilon_4= 0.15484518174 $
$\varepsilon_5= -0.000209001087802 $
Дисперсионно-ковариационная матрица коэффициентов регрессии
$\widehat{\Sigma}_{\beta}= \left(\begin{array}{rrrrr}
2.87318292909 & -3.61659764486 & -9.47261669994 \times 10^{-06} & -0.0805724181663 & -0.0470653102213 \\
-3.61659764486 & 10.234855547 & 2.12695950768 \times 10^{-05} & 0.0412592508087 & -0.0217411159215 \\
-9.47261669994 \times 10^{-06} & 2.12695950768 \times 10^{-05} & 1.75203316052 \times 10^{-10} & -1.99596943345 \times 10^{-07} & -5.13825292209 \times 10^{-08} \\
-0.0805724181663 & 0.0412592508087 & -1.99596943345 \times 10^{-07} & 0.0121866100359 & -0.000154487436638 \\
-0.0470653102213 & -0.0217411159215 & -5.13825292209 \times 10^{-08} & -0.000154487436638 & 0.00287756779883
\end{array}\right) $
$r= \left(\begin{array}{rrrrr}
1.0 & -0.666926075322 & -0.422198965444 & -0.430589368086 & -0.517614584211 \\
-0.666926075322 & 1.0 & 0.502281522981 & 0.116825869462 & -0.126685873568 \\
-0.422198965444 & 0.502281522981 & 1.0 & -0.13659703362 & -0.0723654945697 \\
-0.430589368086 & 0.116825869462 & -0.13659703362 & 1.0 & -0.0260878883769 \\
-0.517614584211 & -0.126685873568 & -0.0723654945697 & -0.0260878883769 & 1.0
\end{array}\right) $
Проверка значимости коэффициентов и доверительные интервалы
$\widehat{\beta}_1$is significant: $\widehat{\beta}_1\in \left(8.19261712083, 12.6856456024\right) $
$\widehat{\beta}_2$is significant: $\widehat{\beta}_2\in \left(-18.9947641112, -10.514714527\right) $
$\widehat{\beta}_3$is significant: $\widehat{\beta}_3\in \left(1.37451013861 \times 10^{-05}, 4.88306840955 \times 10^{-05}\right) $
$\widehat{\beta}_4$is significant: $\widehat{\beta}_4\in \left(0.05195407259, 0.344570692941\right) $
$\widehat{\beta}_5$is NOT significant
Точечный прогноз
Prediction point: $\displaystyle 8.068$
Интервальные прогнозы
Prediction interval for mathematical expectation: $ \left(7.76813604364, 8.36786395636\right) $
Prediction interval for individual value: $ \left(6.53898783512, 9.59701216488\right) $
Частные коэффициенты детерминации
$\Delta R^2_2= 0.252236578258 $
$\Delta R^2_3= 0.0662577995036 $
$\Delta R^2_4= 0.0382493826818 $
$\Delta R^2_5= 3.06587368244 \times 10^{-08} $
Спецификация модели
Model is well-specified
$AF= 38.3932363391 $