什么是倒数回归?
倒数回归(也叫反比回归)是把一组成对观测数据拟合到模型 y = A + B/x 的方法。当某个量随 1/x 成比例衰减时,这条曲线就是最自然的选择——例如:当 x 较小时响应值很高,而随着 x 不断增大,结果逐渐趋向一个恒定的基线 A。由于该模型在变换后的自变量 u = 1/x 上是线性的,因此可以用普通最小二乘法精确求解。这是一款通用的数学与统计工具,相关公式在世界各地都完全一致。
如何使用
请按 x, y 的格式输入数据,每行一个点(用逗号或空格分隔)。至少需要两个点,并且每个 x 都不能为零,因为模型中要用到 1/x。你可以设定结果显示的有效数字位数(仅影响显示格式,不影响内部计算)。计算器会返回截距 A、分子系数 B、1/x 与 y 之间的相关系数 r、代入完整数值后的方程式,以及一组采样得到的拟合曲线点,方便你与散点数据对照绘图。
公式详解
对每个点先计算 ui = 1/xi,然后对 y 关于 u 做一元线性回归。利用均值 uBar 和 yBar,构造 Suu = Σu² − n·uBar²、Suy = Σ(u·y) − n·uBar·yBar 以及 Syy = Σy² − n·yBar²。则斜率为 B = Suy/Suu,截距为 A = yBar − B·uBar,相关系数为 r = Suy / (√Suu · √Syy)。
实例演算
设 x = [1, 2, 3, 4, 5],y = [6, 3, 2, 1.5, 1.2]:uBar = 0.456667,yBar = 2.74,Suu = 0.420889,Suy = 2.525333,Syy = 15.152。于是 B = 2.525333 / 0.420889 = 6.000,A = 2.74 − 6·0.456667 = 0.000,r = 2.525333 / (0.648759 · 3.892557) = 1.000。拟合结果恰好为 y = 6/x,是一个完美的反比关系。
常见问题
为什么 x 不能为零?模型中用到 1/x,而 1/x 在 x = 0 时没有定义,因此这样的数据行会被跳过并加以提示。
这里的 r 是什么意思?它衡量 1/x 对 y 的线性预测效果:|r| 大于 0.7 表示强相关,0.4–0.7 为中等相关,0.2–0.4 为弱相关,低于 0.2 则基本无相关。
什么情况下拟合会失败?如果所有 x 值都相等,那么每个 1/x 也都相同,导致 Suu = 0,斜率就无法确定。