透過 MCP 連接 →

輸入計算

每個 (x, y) 資料點各佔一行,以逗號或空格分隔。x 不可為零,至少需輸入 2 個點。

數學公式

廣告

結果

擬合的倒數迴歸方程式
y = 0.0 + (6.0)/x
模型:y = A + B/x
A(截距) 0.0
B(分子係數) 6.0
相關係數 r 1.0
採用的資料點數(n) 5
相關強度: strong correlation (|r| = 1).
擬合曲線點 (x, y): 1.0,6.0; 1.1,5.455; 1.2,5.0; 1.3,4.615; 1.4,4.286; 1.5,4.0; 1.6,3.75; 1.7,3.529; 1.8,3.333; 1.9,3.158; 2.0,3.0; 2.1,2.857; 2.2,2.727; 2.3,2.609; 2.4,2.5; 2.5,2.4; 2.6,2.308; 2.7,2.222; 2.8,2.143; 2.9,2.069; 3.0,2.0; 3.1,1.935; 3.2,1.875; 3.3,1.818; 3.4,1.765; 3.5,1.714; 3.6,1.667; 3.7,1.622; 3.8,1.579; 3.9,1.538; 4.0,1.5; 4.1,1.463; 4.2,1.429; 4.3,1.395; 4.4,1.364; 4.5,1.333; 4.6,1.304; 4.7,1.277; 4.8,1.25; 4.9,1.224; 5.0,1.2

什麼是倒數迴歸?

倒數迴歸(又稱反比迴歸)是把一組成對觀測值擬合到模型 \(y = A + \frac{B}{x}\) 的方法。當某個量隨著 1/x 而衰減時,這條曲線就是最自然的選擇——例如當 x 很小時反應值很高,而 x 越來越大時逐漸趨近於某個常數基準值 A。由於這個模型對轉換後的自變數 \(u = \frac{1}{x}\) 而言是線性的,因此可以用普通最小平方法(OLS)精確求解。這是一項通用的數學與統計工具,公式在世界各地都完全相同。

散點沿著一條先陡降後趨平、逼近水平漸近線的曲線分布
反比模型 \(y = A + \frac{B}{x}\) 在 x 較小時急劇彎曲,在 x 較大時趨於水平接近 A。

如何使用

輸入資料時,每行填一個資料點,格式為 x, y(以逗號或空格分隔)。至少需要兩個點,且每個 x 都不可為零,因為模型用到了 1/x。你可以選擇顯示結果的有效位數(此設定只影響顯示格式,不影響內部運算)。計算器會回傳截距 A、分子係數 B、1/x 與 y 之間的相關係數 r、完整代入後的方程式,以及一組取樣後的擬合曲線點,方便你和散佈點一起作圖比較。

公式說明

對每個點計算 \(u_i = \frac{1}{x_i}\),再以 y 對 u 做簡單線性迴歸。利用平均值 uBar 與 yBar,計算 \(S_{uu} = \sum u^2 - n\cdot \text{uBar}^2\)、\(S_{uy} = \sum (u\cdot y) - n\cdot \text{uBar}\cdot \text{yBar}\) 與 \(S_{yy} = \sum y^2 - n\cdot \text{yBar}^2\)。接著,斜率為 \(B = \frac{S_{uy}}{S_{uu}}\),截距為 \(A = \text{yBar} - B\cdot \text{uBar}\),相關係數為 \(r = \frac{S_{uy}}{\sqrt{S_{uu}} \cdot \sqrt{S_{yy}}}\)。

Advertisement
示意圖展示將 x 變換為 u = 1/x,把曲線轉化為直線
代入 \(u = \frac{1}{x}\) 可將反比模型化為一條直線,用普通最小平方法擬合。

實例演算

以 x = [1, 2, 3, 4, 5]、y = [6, 3, 2, 1.5, 1.2] 為例:uBar = 0.456667、yBar = 2.74、\(S_{uu} = 0.420889\)、\(S_{uy} = 2.525333\)、\(S_{yy} = 15.152\)。於是 $$B = \frac{2.525333}{0.420889} = 6.000$$ $$A = 2.74 - 6\cdot 0.456667 = 0.000$$ $$r = \frac{2.525333}{0.648759 \cdot 3.892557} = 1.000$$擬合結果恰好是 \(y = \frac{6}{x}\),呈現完美的反比關係。

常見問題

為什麼 x 不能為零?模型用到了 1/x,而 1/x 在 x = 0 時沒有定義,因此這樣的資料列會被略過並另行標示。

這裡的 r 代表什麼?它衡量 1/x 線性預測 y 的程度:|r| 大於 0.7 為強相關,0.4–0.7 為中度相關,0.2–0.4 為弱相關,低於 0.2 則無相關。

什麼情況下擬合會失敗?若所有 x 值都相同,則每個 1/x 都一樣,導致 \(S_{uu} = 0\),斜率也就無法求得。

最後更新: