이차 회귀분석 계산기

최적합 포물선을 단계별로 구하기

이 계산기는 최소자승법을 사용하여 주어진 (x, y) 쌍 데이터에 가장 잘 맞는 이차함수를 찾고, 단계별 과정을 보여줍니다.

관련 계산기: 선형 회귀 계산기, 3차 회귀 계산기

쉼표로 구분.
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$$$\left\{\left(1, 0\right), \left(4, 5\right), \left(6, 2\right), \left(7, 1\right), \left(3, -3\right)\right\}$$$에 대한 최소제곱 포물선을 구하시오.

풀이

관측값의 수는 $$$n = 5$$$입니다.

다음 표를 생성하십시오:

$$$x$$$$$$y$$$$$$x y$$$$$$x^{2}$$$$$$x^{2} y$$$$$$x^{3}$$$$$$x^{4}$$$$$$y^{2}$$$
$$$1$$$$$$0$$$$$$0$$$$$$1$$$$$$0$$$$$$1$$$$$$1$$$$$$0$$$
$$$4$$$$$$5$$$$$$20$$$$$$16$$$$$$80$$$$$$64$$$$$$256$$$$$$25$$$
$$$6$$$$$$2$$$$$$12$$$$$$36$$$$$$72$$$$$$216$$$$$$1296$$$$$$4$$$
$$$7$$$$$$1$$$$$$7$$$$$$49$$$$$$49$$$$$$343$$$$$$2401$$$$$$1$$$
$$$3$$$$$$-3$$$$$$-9$$$$$$9$$$$$$-27$$$$$$27$$$$$$81$$$$$$9$$$
$$$\sum$$$$$$21$$$$$$5$$$$$$30$$$$$$111$$$$$$174$$$$$$651$$$$$$4035$$$$$$39$$$

$$$a = \frac{(n(\sum x^2y)-(\sum x^2)(\sum y))(n(\sum x^2)-(\sum x)^2)-(n(\sum xy)-(\sum x)(\sum y))(n(\sum x^3)-(\sum x^2)(\sum x)))}{(n(\sum x^4)-(\sum x^2)^2)(n(\sum x^2)-(\sum x)^2)-(n(\sum x^3)-(\sum x^2)(\sum x))^2} = \frac{\left(5 \cdot 174 - \left(111\right)\cdot \left(5\right)\right)\cdot \left(5 \cdot 111 - 21^{2}\right) - \left(5 \cdot 30 - \left(21\right)\cdot \left(5\right)\right)\cdot \left(5 \cdot 651 - \left(111\right)\cdot \left(21\right)\right)}{\left(5 \cdot 4035 - 111^{2}\right)\cdot \left(5 \cdot 111 - 21^{2}\right) - \left(5 \cdot 651 - \left(111\right)\cdot \left(21\right)\right)^{2}} = - \frac{3}{22}$$$

$$$b = \frac{(n(\sum xy)-(\sum x)(\sum y))(n(\sum x^4)-(\sum x^2)^2)-(n(\sum x^2y)-(\sum x^2)(\sum y))(n(\sum x^3)-(\sum x^2)(\sum x)))}{(n(\sum x^4)-(\sum x^2)^2)(n(\sum x^2)-(\sum x)^2)-(n(\sum x^3)-(\sum x^2)(\sum x))^2} = \frac{\left(5 \cdot 30 - \left(21\right)\cdot \left(5\right)\right)\cdot \left(5 \cdot 4035 - 111^{2}\right) - \left(5 \cdot 174 - \left(111\right)\cdot \left(5\right)\right)\cdot \left(5 \cdot 651 - \left(111\right)\cdot \left(21\right)\right)}{\left(5 \cdot 4035 - 111^{2}\right)\cdot \left(5 \cdot 111 - 21^{2}\right) - \left(5 \cdot 651 - \left(111\right)\cdot \left(21\right)\right)^{2}} = \frac{3}{2}$$$

$$$c = \frac{(\sum y)-b(\sum x)-a(\sum x^2)}{n} = \frac{5 - \left(\frac{3}{2}\right)\cdot \left(21\right) - \left(- \frac{3}{22}\right)\cdot \left(111\right)}{5} = - \frac{25}{11}$$$

최적합 포물선은 $$$y = a x^{2} + b x + c$$$입니다.

따라서 최적합 포물선은 $$$y = - \frac{3 x^{2}}{22} + \frac{3 x}{2} - \frac{25}{11}$$$입니다.

정답

최적합 포물선은 $$$y = - \frac{3 x^{2}}{22} + \frac{3 x}{2} - \frac{25}{11}\approx - 0.136363636363636 x^{2} + 1.5 x - 2.272727272727273$$$A입니다.


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