Как построить корреляционно регрессионную модель в excel

Регрессионный и корреляционный анализ – статистические методы исследования. Это наиболее распространенные способы показать зависимость какого-либо параметра от одной или нескольких независимых переменных.

Ниже на конкретных практических примерах рассмотрим эти два очень популярные в среде экономистов анализа. А также приведем пример получения результатов при их объединении.

Регрессионный анализ в Excel

Показывает влияние одних значений (самостоятельных, независимых) на зависимую переменную. К примеру, как зависит количество экономически активного населения от числа предприятий, величины заработной платы и др. параметров. Или: как влияют иностранные инвестиции, цены на энергоресурсы и др. на уровень ВВП.

Результат анализа позволяет выделять приоритеты. И основываясь на главных факторах, прогнозировать, планировать развитие приоритетных направлений, принимать управленческие решения.

Регрессия бывает:

• линейной (у = а + bx);
• параболической (y = a + bx + cx²);
• экспоненциальной (y = a * exp(bx));
• степенной (y = a*x^b);
• гиперболической (y = b/x + a);
• логарифмической (y = b * 1n(x) + a);
• показательной (y = a * b^x).

Рассмотрим на примере построение регрессионной модели в Excel и интерпретацию результатов. Возьмем линейный тип регрессии.

Задача. На 6 предприятиях была проанализирована среднемесячная заработная плата и количество уволившихся сотрудников. Необходимо определить зависимость числа уволившихся сотрудников от средней зарплаты.

Модель линейной регрессии имеет следующий вид:

У = а₀ + а₁х₁ +…+а_кх_к.

Где а – коэффициенты регрессии, х – влияющие переменные, к – число факторов.

В нашем примере в качестве У выступает показатель уволившихся работников. Влияющий фактор – заработная плата (х).

В Excel существуют встроенные функции, с помощью которых можно рассчитать параметры модели линейной регрессии. Но быстрее это сделает надстройка «Пакет анализа».

Активируем мощный аналитический инструмент:

1. Нажимаем кнопку «Офис» и переходим на вкладку «Параметры Excel». «Надстройки».



2. Внизу, под выпадающим списком, в поле «Управление» будет надпись «Надстройки Excel» (если ее нет, нажмите на флажок справа и выберите). И кнопка «Перейти». Жмем.



3. Открывается список доступных надстроек. Выбираем «Пакет анализа» и нажимаем ОК.

После активации надстройка будет доступна на вкладке «Данные».

Теперь займемся непосредственно регрессионным анализом.

1. Открываем меню инструмента «Анализ данных». Выбираем «Регрессия».



2. Откроется меню для выбора входных значений и параметров вывода (где отобразить результат). В полях для исходных данных указываем диапазон описываемого параметра (У) и влияющего на него фактора (Х). Остальное можно и не заполнять.



3. После нажатия ОК, программа отобразит расчеты на новом листе (можно выбрать интервал для отображения на текущем листе или назначить вывод в новую книгу).

В первую очередь обращаем внимание на R-квадрат и коэффициенты.

R-квадрат – коэффициент детерминации. В нашем примере – 0,755, или 75,5%. Это означает, что расчетные параметры модели на 75,5% объясняют зависимость между изучаемыми параметрами. Чем выше коэффициент детерминации, тем качественнее модель. Хорошо – выше 0,8. Плохо – меньше 0,5 (такой анализ вряд ли можно считать резонным). В нашем примере – «неплохо».

Коэффициент 64,1428 показывает, каким будет Y, если все переменные в рассматриваемой модели будут равны 0. То есть на значение анализируемого параметра влияют и другие факторы, не описанные в модели.

Коэффициент -0,16285 показывает весомость переменной Х на Y. То есть среднемесячная заработная плата в пределах данной модели влияет на количество уволившихся с весом -0,16285 (это небольшая степень влияния). Знак «-» указывает на отрицательное влияние: чем больше зарплата, тем меньше уволившихся. Что справедливо.



Корреляционный анализ в Excel

Корреляционный анализ помогает установить, есть ли между показателями в одной или двух выборках связь. Например, между временем работы станка и стоимостью ремонта, ценой техники и продолжительностью эксплуатации, ростом и весом детей и т.д.

Если связь имеется, то влечет ли увеличение одного параметра повышение (положительная корреляция) либо уменьшение (отрицательная) другого. Корреляционный анализ помогает аналитику определиться, можно ли по величине одного показателя предсказать возможное значение другого.

Коэффициент корреляции обозначается r. Варьируется в пределах от +1 до -1. Классификация корреляционных связей для разных сфер будет отличаться. При значении коэффициента 0 линейной зависимости между выборками не существует.

Рассмотрим, как с помощью средств Excel найти коэффициент корреляции.

Для нахождения парных коэффициентов применяется функция КОРРЕЛ.

Задача: Определить, есть ли взаимосвязь между временем работы токарного станка и стоимостью его обслуживания.

Ставим курсор в любую ячейку и нажимаем кнопку fx.

1. В категории «Статистические» выбираем функцию КОРРЕЛ.
2. Аргумент «Массив 1» — первый диапазон значений – время работы станка: А2:А14.
3. Аргумент «Массив 2» — второй диапазон значений – стоимость ремонта: В2:В14. Жмем ОК.

Чтобы определить тип связи, нужно посмотреть абсолютное число коэффициента (для каждой сферы деятельности есть своя шкала).

Для корреляционного анализа нескольких параметров (более 2) удобнее применять «Анализ данных» (надстройка «Пакет анализа»). В списке нужно выбрать корреляцию и обозначить массив. Все.

Полученные коэффициенты отобразятся в корреляционной матрице. Наподобие такой:

Корреляционно-регрессионный анализ

На практике эти две методики часто применяются вместе.

Пример:

1. Строим корреляционное поле: «Вставка» — «Диаграмма» — «Точечная диаграмма» (дает сравнивать пары). Диапазон значений – все числовые данные таблицы.



2. Щелкаем левой кнопкой мыши по любой точке на диаграмме. Потом правой. В открывшемся меню выбираем «Добавить линию тренда».



3. Назначаем параметры для линии. Тип – «Линейная». Внизу – «Показать уравнение на диаграмме».



4. Жмем «Закрыть».

Теперь стали видны и данные регрессионного анализа.

Регрессионный анализ является одним из самых востребованных методов статистического исследования. С его помощью можно установить степень влияния независимых величин на зависимую переменную. В функционале Microsoft Excel имеются инструменты, предназначенные для проведения подобного вида анализа. Давайте разберем, что они собой представляют и как ими пользоваться.

Подключение пакета анализа

Но, для того, чтобы использовать функцию, позволяющую провести регрессионный анализ, прежде всего, нужно активировать Пакет анализа. Только тогда необходимые для этой процедуры инструменты появятся на ленте Эксель.

1. Перемещаемся во вкладку «Файл».



2. Переходим в раздел «Параметры».



3. Открывается окно параметров Excel. Переходим в подраздел «Надстройки».



4. В самой нижней части открывшегося окна переставляем переключатель в блоке «Управление» в позицию «Надстройки Excel», если он находится в другом положении. Жмем на кнопку «Перейти».



5. Открывается окно доступных надстроек Эксель. Ставим галочку около пункта «Пакет анализа». Жмем на кнопку «OK».

Теперь, когда мы перейдем во вкладку «Данные», на ленте в блоке инструментов «Анализ» мы увидим новую кнопку – «Анализ данных».

Виды регрессионного анализа

Существует несколько видов регрессий:

• параболическая;
• степенная;
• логарифмическая;
• экспоненциальная;
• показательная;
• гиперболическая;
• линейная регрессия.

О выполнении последнего вида регрессионного анализа в Экселе мы подробнее поговорим далее.

Внизу, в качестве примера, представлена таблица, в которой указана среднесуточная температура воздуха на улице, и количество покупателей магазина за соответствующий рабочий день. Давайте выясним при помощи регрессионного анализа, как именно погодные условия в виде температуры воздуха могут повлиять на посещаемость торгового заведения.

Общее уравнение регрессии линейного вида выглядит следующим образом: У = а0 + а1х1 +…+акхк. В этой формуле Y означает переменную, влияние факторов на которую мы пытаемся изучить. В нашем случае, это количество покупателей. Значение x – это различные факторы, влияющие на переменную. Параметры a являются коэффициентами регрессии. То есть, именно они определяют значимость того или иного фактора. Индекс k обозначает общее количество этих самых факторов.

1. Кликаем по кнопке «Анализ данных». Она размещена во вкладке «Главная» в блоке инструментов «Анализ».





2. Открывается небольшое окошко. В нём выбираем пункт «Регрессия». Жмем на кнопку «OK».



3. Открывается окно настроек регрессии. В нём обязательными для заполнения полями являются «Входной интервал Y» и «Входной интервал X». Все остальные настройки можно оставить по умолчанию.

   В поле «Входной интервал Y» указываем адрес диапазона ячеек, где расположены переменные данные, влияние факторов на которые мы пытаемся установить. В нашем случае это будут ячейки столбца «Количество покупателей». Адрес можно вписать вручную с клавиатуры, а можно, просто выделить требуемый столбец. Последний вариант намного проще и удобнее.

   В поле «Входной интервал X» вводим адрес диапазона ячеек, где находятся данные того фактора, влияние которого на переменную мы хотим установить. Как говорилось выше, нам нужно установить влияние температуры на количество покупателей магазина, а поэтому вводим адрес ячеек в столбце «Температура». Это можно сделать теми же способами, что и в поле «Количество покупателей».

   

   С помощью других настроек можно установить метки, уровень надёжности, константу-ноль, отобразить график нормальной вероятности, и выполнить другие действия. Но, в большинстве случаев, эти настройки изменять не нужно. Единственное на что следует обратить внимание, так это на параметры вывода. По умолчанию вывод результатов анализа осуществляется на другом листе, но переставив переключатель, вы можете установить вывод в указанном диапазоне на том же листе, где расположена таблица с исходными данными, или в отдельной книге, то есть в новом файле.

   

   После того, как все настройки установлены, жмем на кнопку «OK».

Разбор результатов анализа

Результаты регрессионного анализа выводятся в виде таблицы в том месте, которое указано в настройках.

Одним из основных показателей является R-квадрат. В нем указывается качество модели. В нашем случае данный коэффициент равен 0,705 или около 70,5%. Это приемлемый уровень качества. Зависимость менее 0,5 является плохой.

Ещё один важный показатель расположен в ячейке на пересечении строки «Y-пересечение» и столбца «Коэффициенты». Тут указывается какое значение будет у Y, а в нашем случае, это количество покупателей, при всех остальных факторах равных нулю. В этой таблице данное значение равно 58,04.

Значение на пересечении граф «Переменная X1» и «Коэффициенты» показывает уровень зависимости Y от X. В нашем случае — это уровень зависимости количества клиентов магазина от температуры. Коэффициент 1,31 считается довольно высоким показателем влияния.

Как видим, с помощью программы Microsoft Excel довольно просто составить таблицу регрессионного анализа. Но, работать с полученными на выходе данными, и понимать их суть, сможет только подготовленный человек.

Регрессионный анализ в Microsoft Excel

​Смотрите также​ При значении коэффициента​ 75,5%. Это означает,​х​ нескольких независимых переменных.​ D, F.​ получено, что t=169,20903,​ = 11,714* номер​1755 рублей за тонну​+ ε строим систему​ Иными словами можно​ кнопка.​20​ того или иного​ или в отдельной​

​ В нём обязательными​степенная;​

Подключение пакета анализа

​Регрессионный анализ является одним​ 0 линейной зависимости​ что расчетные параметры​к​Ниже на конкретных практических​Отмечают пункт «Новый рабочий​ а p=2,89Е-12, т.​ месяца + 1727,54.​4​

1. ​ нормальных уравнений (см.​​ утверждать, что на​​Теперь, когда под рукой​

   

2. ​50000 рублей​​ параметра от одной​​ книге, то есть​

   

3. ​ для заполнения полями​логарифмическая;​​ из самых востребованных​​ между выборками не​

   

4. ​ модели на 75,5%​.​ примерах рассмотрим эти​​ лист» и нажимают​​ е. имеем нулевую​​или в алгебраических обозначениях​​3​ ниже)​ значение анализируемого параметра​​ есть все необходимые​​7​

   

5. ​ либо нескольких независимых​ в новом файле.​ являются​​экспоненциальная;​​ методов статистического исследования.​ существует.​

​ объясняют зависимость между​Где а – коэффициенты​​ два очень популярные​​ «Ok».​ вероятность того, что​​y = 11,714 x​​март​Чтобы понять принцип метода,​​ оказывают влияние и​​ виртуальные инструменты для​

Виды регрессионного анализа

​5​

• ​ переменных. В докомпьютерную​
• ​После того, как все​
• ​«Входной интервал Y»​
• ​показательная;​
• ​ С его помощью​
• ​Рассмотрим, как с помощью​
• ​ изучаемыми параметрами. Чем​

​ регрессии, х –​ в среде экономистов​Получают анализ регрессии для​ будет отвергнута верная​

Линейная регрессия в программе Excel

​ + 1727,54​1767 рублей за тонну​ рассмотрим двухфакторный случай.​ другие факторы, не​ осуществления эконометрических расчетов,​15​ эру его применение​ настройки установлены, жмем​и​гиперболическая;​ можно установить степень​ средств Excel найти​ выше коэффициент детерминации,​ влияющие переменные, к​

​ анализа. А также​ данной задачи.​ гипотеза о незначимости​​Чтобы решить, адекватно ли​5​​ Тогда имеем ситуацию,​​ описанные в конкретной​​ можем приступить к​55000 рублей​ было достаточно затруднительно,​ на кнопку​«Входной интервал X»​линейная регрессия.​​ влияния независимых величин​​ коэффициент корреляции.​ тем качественнее модель.​ – число факторов.​​ приведем пример получения​​«Собираем» из округленных данных,​ свободного члена. Для​ полученное уравнения линейной​4​ описываемую формулой​​ модели.​​ решению нашей задачи.​8​

1. ​ особенно если речь​​«OK»​​. Все остальные настройки​О выполнении последнего вида​​ на зависимую переменную.​​Для нахождения парных коэффициентов​​ Хорошо – выше​​В нашем примере в​

   

2. ​ результатов при их​ представленных выше на​​ коэффициента при неизвестной​​ регрессии, используются коэффициенты​​апрель​​Отсюда получаем:​

   

3. ​Следующий коэффициент -0,16285, расположенный​ Для этого:​6​ шла о больших​​.​​ можно оставить по​​ регрессионного анализа в​​ В функционале Microsoft​ применяется функция КОРРЕЛ.​ 0,8. Плохо –​

   ​ качестве У выступает​​ объединении.​​ листе табличного процессора​ t=5,79405, а p=0,001158.​ множественной корреляции (КМК)​1760 рублей за тонну​где σ — это​ в ячейке B18,​щелкаем по кнопке «Анализ​15​ объемах данных. Сегодня,​Результаты регрессионного анализа выводятся​ умолчанию.​ Экселе мы подробнее​ Excel имеются инструменты,​Задача: Определить, есть ли​

   ​ меньше 0,5 (такой​​ показатель уволившихся работников.​​Показывает влияние одних значений​ Excel, уравнение регрессии:​ Иными словами вероятность​ и детерминации, а​6​ дисперсия соответствующего признака,​ показывает весомость влияния​ данных»;​60000 рублей​ узнав как построить​ в виде таблицы​В поле​ поговорим далее.​ предназначенные для проведения​ взаимосвязь между временем​ анализ вряд ли​

   

   ​ Влияющий фактор –​ (самостоятельных, независимых) на​СП = 0,103*СОФ +​ того, что будет​ также критерий Фишера​5​ отраженного в индексе.​ переменной Х на​в открывшемся окне нажимаем​Для задачи определения зависимости​ регрессию в Excel,​ в том месте,​«Входной интервал Y»​Внизу, в качестве примера,​ подобного вида анализа.​ работы токарного станка​ можно считать резонным).​ заработная плата (х).​ зависимую переменную. К​ 0,541*VO – 0,031*VK​ отвергнута верная гипотеза​ и критерий Стьюдента.​май​МНК применим к уравнению​ Y. Это значит,​

   

   ​ на кнопку «Регрессия»;​ количества уволившихся работников​ можно решать сложные​​ которое указано в​​указываем адрес диапазона​

Разбор результатов анализа

​ представлена таблица, в​ Давайте разберем, что​ и стоимостью его​ В нашем примере​В Excel существуют встроенные​

​ примеру, как зависит​ +0,405*VD +0,691*VZP –​​ о незначимости коэффициента​​ В таблице «Эксель»​1770 рублей за тонну​ МР в стандартизируемом​ что среднемесячная зарплата​в появившуюся вкладку вводим​ от средней зарплаты​ статистические задачи буквально​ настройках.​

​ ячеек, где расположены​ которой указана среднесуточная​ они собой представляют​​ обслуживания.​​ – «неплохо».​​ функции, с помощью​​ количество экономически активного​ 265,844.​ при неизвестной, равна​ с результатами регрессии​7​ масштабе. В таком​ сотрудников в пределах​ диапазон значений для​ на 6 предприятиях​

​ за пару минут.​​Одним из основных показателей​​ переменные данные, влияние​​ температура воздуха на​​ и как ими​Ставим курсор в любую​Коэффициент 64,1428 показывает, каким​ которых можно рассчитать​ населения от числа​В более привычном математическом​ 0,12%.​ они выступают под​6​

​ случае получаем уравнение:​ рассматриваемой модели влияет​ Y (количество уволившихся​ модель регрессии имеет​ Ниже представлены конкретные​ является​ факторов на которые​ улице, и количество​ пользоваться.​

​ ячейку и нажимаем​

lumpics.ru

Регрессия в Excel: уравнение, примеры. Линейная регрессия

​ будет Y, если​ параметры модели линейной​ предприятий, величины заработной​ виде его можно​Таким образом, можно утверждать,​ названиями множественный R,​июнь​в котором t​ на число уволившихся​ работников) и для​ вид уравнения Y​ примеры из области​R-квадрат​ мы пытаемся установить.​ покупателей магазина за​Скачать последнюю версию​ кнопку fx.​ все переменные в​ регрессии. Но быстрее​ платы и др.​

Виды регрессии

​ записать, как:​ что полученное уравнение​ R-квадрат, F-статистика и​1790 рублей за тонну​y​

• ​ с весом -0,16285,​
• ​ X (их зарплаты);​
• ​ = а​
• ​ экономики.​
• ​. В нем указывается​
• ​ В нашем случае​
• ​ соответствующий рабочий день.​

Пример 1

​ Excel​В категории «Статистические» выбираем​ рассматриваемой модели будут​ это сделает надстройка​ параметров. Или: как​

​y = 0,103*x1 +​ линейной регрессии адекватно.​ t-статистика соответственно.​8​, t​ т. е. степень​подтверждаем свои действия нажатием​

​1​ Фрэнсисом Гальтоном в​ коэффициент равен 0,705​ Адрес можно вписать​ как именно погодные​ провести регрессионный анализ,​ первый диапазон значений​_{​ анализируемого параметра влияют​}​Нажимаем кнопку «Офис» и​_{​ и др. на​}​ 265,844​_{​ все того же​}​ связи между независимой​_{​1810 рублей за тонну​}​t​_{​ указывает на то,​}​ заполнит новый лист​_​x​​ 1886 году. Регрессия​ или около 70,5%.​_{​ вручную с клавиатуры,​}​ условия в виде​ прежде всего, нужно​ – время работы​

​ и другие факторы,​ переходим на вкладку​ уровень ВВП.​Данные для АО «MMM»​ инструмента «Анализ данных».​ и зависимой переменными.​

Использование возможностей табличного процессора «Эксель»

​9​xm​ что коэффициент имеет​ табличного процессора данными​1​ бывает:​ Это приемлемый уровень​ а можно, просто​ температуры воздуха могут​

• ​ активировать Пакет анализа.​ станка: А2:А14.​
• ​ не описанные в​ «Параметры Excel». «Надстройки».​
• ​Результат анализа позволяет выделять​ представлены в таблице:​ Рассмотрим конкретную прикладную​
• ​ Ее высокое значение​8​— стандартизируемые переменные,​ отрицательное значение. Это​

​ анализа регрессии. Обратите​+…+а​линейной;​ качества. Зависимость менее​ выделить требуемый столбец.​ повлиять на посещаемость​

Линейная регрессия в Excel

​ Только тогда необходимые​Аргумент «Массив 2» -​ модели.​Внизу, под выпадающим списком,​ приоритеты. И основываясь​СОФ, USD​ задачу.​

• ​ свидетельствует о достаточно​август​
• ​ для которых средние​ очевидно, так как​
• ​ внимание! В Excel​k​параболической;​ 0,5 является плохой.​ Последний вариант намного​
• ​ торгового заведения.​ для этой процедуры​

​ второй диапазон значений​Коэффициент -0,16285 показывает весомость​ в поле «Управление»​ на главных факторах,​VO, USD​Руководство компания «NNN» должно​ сильной связи между​1840 рублей за тонну​ значения равны 0;​ всем известно, что​ есть возможность самостоятельно​x​степенной;​Ещё один важный показатель​ проще и удобнее.​Общее уравнение регрессии линейного​ инструменты появятся на​

Анализ результатов регрессии для R-квадрата

​ – стоимость ремонта:​ переменной Х на​ будет надпись «Надстройки​ прогнозировать, планировать развитие​

​VK, USD​ принять решение о​ переменными «Номер месяца»​Для решения этой задачи​ β​ чем больше зарплата​ задать место, которое​k​экспоненциальной;​ расположен в ячейке​В поле​ вида выглядит следующим​ ленте Эксель.​ В2:В14. Жмем ОК.​ Y. То есть​ Excel» (если ее​ приоритетных направлений, принимать​VD, USD​ целесообразности покупки 20​ и «Цена товара​

Анализ коэффициентов

​ в табличном процессоре​i​ на предприятии, тем​ вы предпочитаете для​, где х​гиперболической;​ на пересечении строки​«Входной интервал X»​ образом:​Перемещаемся во вкладку​Чтобы определить тип связи,​ среднемесячная заработная плата​

​ нет, нажмите на​ управленческие решения.​VZP, USD​ % пакета акций​ N в рублях​ «Эксель» требуется задействовать​— стандартизированные коэффициенты​ меньше людей выражают​ этой цели. Например,​i​показательной;​«Y-пересечение»​вводим адрес диапазона​У = а0 +​«Файл»​ нужно посмотреть абсолютное​ в пределах данной​ флажок справа и​Регрессия бывает:​СП, USD​ АО «MMM». Стоимость​ за 1 тонну».​ уже известный по​

Множественная регрессия

​ регрессии, а среднеквадратическое​ желание расторгнуть трудовой​ это может быть​— влияющие переменные,​

​логарифмической.​_{​и столбца​}​ ячеек, где находятся​_{​ а1х1 +…+акхк​}​.​_{​ число коэффициента (для​}​ модели влияет на​ выберите). И кнопка​линейной (у = а​102,5​_{​ пакета (СП) составляет​}​ Однако, характер этой​_{​ представленному выше примеру​}​ отклонение — 1.​_{​ договор или увольняется.​}​ тот же лист,​ a​

Оценка параметров

​Рассмотрим задачу определения зависимости​«Коэффициенты»​ данные того фактора,​. В этой формуле​Переходим в раздел​ каждой сферы деятельности​ количество уволившихся с​_{​ «Перейти». Жмем.​}​ + bx);​_​535,5​​ 70 млн американских​_{​ связи остается неизвестным.​}​ инструмент «Анализ данных».​_{​Обратите внимание, что все​}​Под таким термином понимается​ где находятся значения​i​

​ количества уволившихся членов​. Тут указывается какое​ влияние которого на​Y​

​«Параметры»​

​ есть своя шкала).​ весом -0,16285 (это​Открывается список доступных надстроек.​

​параболической (y = a​45,2​ долларов. Специалистами «NNN»​Квадрат коэффициента детерминации R2(RI)​

​ Далее выбирают раздел​_{​ β​}​ уравнение связи с​_{​ Y и X,​​— коэффициенты регрессии,​}​ коллектива от средней​_{​ значение будет у​}​ переменную мы хотим​означает переменную, влияние​.​Для корреляционного анализа нескольких​_{​ небольшая степень влияния).​}​ Выбираем «Пакет анализа»​ + bx +​41,5​

​ собраны данные об​ представляет собой числовую​_{​ «Регрессия» и задают​}​i​ несколькими независимыми переменными​ или даже новая​ a k —​ зарплаты на 6​ Y, а в​ установить. Как говорилось​ факторов на которую​Открывается окно параметров Excel.​ параметров (более 2)​ Знак «-» указывает​

Задача с использованием уравнения линейной регрессии

​ и нажимаем ОК.​ cx2);​21,55​ аналогичных сделках. Было​ характеристику доли общего​ параметры. Нужно помнить,​в данном случае​ вида:​

​ это количество покупателей.​.​ анализа»). В списке​ тем меньше уволившихся.​ «Данные».​степенной (y = a*x^b);​ регрессии, получают цифру​ по таким параметрам,​ экспериментальных данных, т.е.​ должен вводиться диапазон​ их сравнение между​+x​В Excel данные полученные​ уволившихся сотрудников, а​ плату и количество​ равных нулю. В​ магазина, а поэтому​ Значение​В самой нижней части​ нужно выбрать корреляцию​ Что справедливо.​Теперь займемся непосредственно регрессионным​гиперболической (y = b/x​ в 64,72 млн​ выраженным в миллионах​

​ значений зависимой переменной​ значений для зависимой​ собой считается корректным​2​ в ходе обработки​ влияющий фактор —​ сотрудников, которые уволились​ этой таблице данное​ вводим адрес ячеек​x​ открывшегося окна переставляем​ и обозначить массив.​​ анализом.​ + a);​

​ американских долларов. Это​ американских долларов, как:​ соответствует уравнению линейной​

​ переменной (в данном​

​ и допустимым. Кроме​+…x​

Анализ результатов

​ данных рассматриваемого примера​ зарплата, которую обозначаем​ по собственному желанию.​ значение равно 58,04.​ в столбце «Температура».​– это различные​ переключатель в блоке​ Все.​Корреляционный анализ помогает установить,​Открываем меню инструмента «Анализ​логарифмической (y = b​ значит, что акции​кредиторская задолженность (VK);​

​ регрессии. В рассматриваемой​ случае цены на​ того, принято осуществлять​m​ имеют вид:​ X.​ В табличной форме​Значение на пересечении граф​ Это можно сделать​ факторы, влияющие на​«Управление»​Полученные коэффициенты отобразятся в​ есть ли между​

​ данных». Выбираем «Регрессия».​ * 1n(x) +​ АО «MMM» не​объем годового оборота (VO);​ задаче эта величина​ товар в конкретные​ отсев факторов, отбрасывая​) + ε, где​Прежде всего, следует обратить​Анализу регрессии в Excel​ имеем:​«Переменная X1»​ теми же способами,​ переменную. Параметры​в позицию​

​ корреляционной матрице. Наподобие​ показателями в одной​Откроется меню для выбора​ a);​ стоит приобретать, так​дебиторская задолженность (VD);​

​ равна 84,8%, т.​ месяцы года), а​ те из них,​ y — это​ внимание на значение​ должно предшествовать применение​A​_​и​​ что и в​a​«Надстройки Excel»​

​ такой:​ или двух выборках​ входных значений и​показательной (y = a​ как их стоимость​стоимость основных фондов (СОФ).​ е. статистические данные​ в «Входной интервал​ у которых наименьшие​ результативный признак (зависимая​ R-квадрата. Он представляет​ к имеющимся табличным​B​«Коэффициенты»​ поле «Количество покупателей».​являются коэффициентами регрессии.​, если он находится​На практике эти две​

​ связь. Например, между​ параметров вывода (где​ * b^x).​

Задача о целесообразности покупки пакета акций

​ в 70 млн​Кроме того, используется параметр​ с высокой степенью​ X» — для​ значения βi.​ переменная), а x​

​ собой коэффициент детерминации.​ данным встроенных функций.​C​показывает уровень зависимости​С помощью других настроек​ То есть, именно​ в другом положении.​ методики часто применяются​ временем работы станка​ отобразить результат). В​Рассмотрим на примере построение​ американских долларов достаточно​ задолженность предприятия по​ точности описываются полученным​ независимой (номер месяца).​

• ​Предположим, имеется таблица динамики​
• ​1​
• ​ В данном примере​
• ​ Однако для этих​

​1​ Y от X.​ можно установить метки,​ они определяют значимость​ Жмем на кнопку​

Решение средствами табличного процессора Excel

​ вместе.​ и стоимостью ремонта,​ полях для исходных​ регрессионной модели в​

​ завышена.​

• ​ зарплате (V3 П)​
• ​ УР.​
• ​ Подтверждаем действия нажатием​ цены конкретного товара​, x​ R-квадрат = 0,755​
• ​ целей лучше воспользоваться​Х​ В нашем случае​ уровень надёжности, константу-ноль,​ того или иного​«Перейти»​Пример:​ ценой техники и​

​ данных указываем диапазон​ Excel и интерпретацию​Как видим, использование табличного​

​ в тысячах американских​F-статистика, называемая также критерием​

Изучение результатов и выводы

​ «Ok». На новом​ N в течение​2​ (75,5%), т. е.​

​ очень полезной надстройкой​Количество уволившихся​ — это уровень​ отобразить график нормальной​

​ фактора. Индекс​.​Строим корреляционное поле: «Вставка»​

​ продолжительностью эксплуатации, ростом​ описываемого параметра (У)​ результатов. Возьмем линейный​ процессора «Эксель» и​

​ долларов.​ Фишера, используется для​

​ и влияющего на​ тип регрессии.​ уравнения регрессии позволило​Прежде всего, необходимо составить​ оценки значимости линейной​ было указано) получаем​ Необходимо принять решение​m​ объясняют зависимость между​ его активации нужно:​2​

​ магазина от температуры.​ другие действия. Но,​обозначает общее количество​ Эксель. Ставим галочку​ «Точечная диаграмма» (дает​ и т.д.​

​ него фактора (Х).​Задача. На 6 предприятиях​ принять обоснованное решение​ таблицу исходных данных.​ зависимости, опровергая или​ данные для регрессии.​ о целесообразности приобретения​

​— это признаки-факторы​

fb.ru

Корреляционно-регрессионный анализ в Excel: инструкция выполнения

​ рассматриваемыми параметрами на​с вкладки «Файл» перейти​y​ Коэффициент 1,31 считается​ в большинстве случаев,​ этих самых факторов.​ около пункта​

​ сравнивать пары). Диапазон​Если связь имеется, то​ Остальное можно и​ была проанализирована среднемесячная​ относительно целесообразности вполне​ Она имеет следующий​ подтверждая гипотезу о​Строим по ним линейное​

Регрессионный анализ в Excel

​ его партии по​ (независимые переменные).​ 75,5 %. Чем​ в раздел «Параметры»;​30000 рублей​ довольно высоким показателем​ эти настройки изменять​Кликаем по кнопке​«Пакет анализа»​ значений – все​ влечет ли увеличение​ не заполнять.​ заработная плата и​

​ конкретной сделки.​ вид:​ ее существовании.​ уравнение вида y=ax+b,​ цене 1850 руб./т.​Для множественной регрессии (МР)​

​ выше значение коэффициента​

• ​в открывшемся окне выбрать​3​
• ​ влияния.​ не нужно. Единственное​«Анализ данных»​
• ​. Жмем на кнопку​ числовые данные таблицы.​
• ​ одного параметра повышение​
• ​После нажатия ОК, программа​ количество уволившихся сотрудников.​
• ​Теперь вы знаете, что​Далее:​Значение t-статистики (критерий Стьюдента)​
• ​ где в качестве​A​

​ ее осуществляют, используя​ детерминации, тем выбранная​ строку «Надстройки»;​1​Как видим, с помощью​

​ на что следует​. Она размещена во​ «OK».​Щелкаем левой кнопкой мыши​ (положительная корреляция) либо​ отобразит расчеты на​ Необходимо определить зависимость​

​ такое регрессия. Примеры​вызывают окно «Анализ данных»;​

​ помогает оценивать значимость​_{​ параметров a и​}​B​_{​ метод наименьших квадратов​}​ модель считается более​_{​щелкнуть по кнопке «Перейти»,​}​60​_{​ программы Microsoft Excel​}​ обратить внимание, так​_{​ вкладке​}​Теперь, когда мы перейдем​

​ по любой точке​ уменьшение (отрицательная) другого.​ новом листе (можно​ числа уволившихся сотрудников​

​ в Excel, рассмотренные​выбирают раздел «Регрессия»;​ коэффициента при неизвестной​ b выступают коэффициенты​C​

​ (МНК). Для линейных​ применимой для конкретной​ расположенной внизу, справа​35000 рублей​ довольно просто составить​ это на параметры​«Главная»​

​ во вкладку​

1. ​ на диаграмме. Потом​ Корреляционный анализ помогает​ выбрать интервал для​
2. ​ от средней зарплаты.​ выше, помогут вам​в окошко «Входной интервал​ либо свободного члена​ строки с наименованием​1​ уравнений вида Y​ задачи. Считается, что​
3. ​ от строки «Управление»;​4​ таблицу регрессионного анализа.​

​ вывода. По умолчанию​в блоке инструментов​«Данные»​

​ правой. В открывшемся​ аналитику определиться, можно​

1. ​ отображения на текущем​Модель линейной регрессии имеет​
2. ​ в решение практических​ Y» вводят диапазон​ линейной зависимости. Если​ номера месяца и​номер месяца​ = a +​ она корректно описывает​поставить галочку рядом с​2​ Но, работать с​ вывод результатов анализа​
3. ​«Анализ»​, на ленте в​ меню выбираем «Добавить​ ли по величине​ листе или назначить​ следующий вид:​ задач из области​ значений зависимых переменных​

​ значение t-критерия >​ коэффициенты и строки​название месяца​

​ b​ реальную ситуацию при​ названием «Пакет анализа»​35​ полученными на выходе​ осуществляется на другом​.​ блоке инструментов​ линию тренда».​ одного показателя предсказать​ вывод в новую​У = а​ эконометрики.​ из столбца G;​ t​ «Y-пересечение» из листа​цена товара N​

​1​ значении R-квадрата выше​ и подтвердить свои​40000 рублей​ данными, и понимать​ листе, но переставив​Открывается небольшое окошко. В​«Анализ»​Назначаем параметры для линии.​ возможное значение другого.​

​ книгу).​0​Автор: Наира​щелкают по иконке с​кр​ с результатами регрессионного​2​x​ 0,8. Если R-квадрата​ действия, нажав «Ок».​5​ их суть, сможет​ переключатель, вы можете​ нём выбираем пункт​

​мы увидим новую​

Корреляционный анализ в Excel

​ Тип – «Линейная».​Коэффициент корреляции обозначается r.​В первую очередь обращаем​+ а​Регрессионный и корреляционный анализ​ красной стрелкой справа​, то гипотеза о​ анализа. Таким образом,​1​1​Число 64,1428 показывает, каким​

​Если все сделано правильно,​3​ только подготовленный человек.​ установить вывод в​«Регрессия»​ кнопку –​ Внизу – «Показать​ Варьируется в пределах​ внимание на R-квадрат​1​

​ – статистические методы​ от окна «Входной​ незначимости свободного члена​ линейное уравнение регрессии​январь​+…+b​ будет значение Y,​ в правой части​20​Автор: Максим Тютюшев​

​ указанном диапазоне на​. Жмем на кнопку​«Анализ данных»​

​ уравнение на диаграмме».​ от +1 до​

​ и коэффициенты.​х​ исследования. Это наиболее​ интервал X» и​ линейного уравнения отвергается.​

​ (УР) для задачи​1750 рублей за тонну​m​

1. ​ если все переменные​ вкладки «Данные», расположенном​
2. ​45000 рублей​Регрессионный анализ — это​ том же листе,​«OK»​
3. ​.​Жмем «Закрыть».​ -1. Классификация корреляционных​R-квадрат – коэффициент детерминации.​

​1​ распространенные способы показать​ выделяют на листе​В рассматриваемой задаче для​ 3 записывается в​

​3​x​ xi в рассматриваемой​ над рабочим листом​6​ статистический метод исследования,​ где расположена таблица​.​

​Существует несколько видов регрессий:​Теперь стали видны и​ связей для разных​

Корреляционно-регрессионный анализ

​ В нашем примере​+…+а​ зависимость какого-либо параметра​

​ диапазон всех значений​

1. ​ свободного члена посредством​ виде:​2​m​ нами модели обнулятся.​ «Эксель», появится нужная​
2. ​4​ позволяющий показать зависимость​ с исходными данными,​Открывается окно настроек регрессии.​параболическая;​ данные регрессионного анализа.​
3. ​ сфер будет отличаться.​ – 0,755, или​к​ от одной или​
4. ​ из столбцов B,C,​

​ инструментов «Эксель» было​Цена на товар N​

exceltable.com

​февраль​

Рассмотрим использование

MS

EXCEL

для прогнозирования переменной

Y

на основании нескольких переменных Х, т.е. множественную регрессию.

Перед прочтением этой статьи рекомендуется освежить в памяти

простую линейную регрессию

– прогнозирование на основе значений только одного фактора.

Disclaimer

: Данную статью не стоит рассматривать, как пересказ главы из учебника по статистике. Статья не обладает ни полнотой, ни строгостью изложения положений статистической науки. Эта статья – о применении MS EXCEL для целей

Множественного регрессионного анализа.

Теоретические отступления приведены лишь из соображения логики изложения. Использование данной статьи для изучения

Регрессии

– плохая идея.

Статья про

Множественный регрессионный анализ

получилась большая, поэтому ниже для удобства приведены ее разделы:

• Оценка неизвестных параметров
• Диаграмма рассеяния
• Вычисление прогнозных значений Y

  (отдельное наблюдение и среднее значение) и построение доверительных интервалов

• Стандартные ошибки и доверительные интервалы для коэффициентов регрессии
• Проверка гипотез
• Генерация данных для множественной регрессии с помощью заданного тренда
• Коэффициент детерминации

Прогнозирование единственной переменной Y на основании значений 2-х или более переменных Х называется

множественной регрессией

.

Множественная линейная регрессионная модель

(Multiple Linear Regression Model)

имеет вид Y=β

₀

+β

₁

*X

₁

+β

₂

*X

₂

+…+β

_k

*X

_k

+ε. В этом случае переменная Y зависит от k поясняющих переменных Х, т.е.

регрессоров

. ε —

случайная ошибка

. Модель является линейной относительно неизвестных параметров β.

Оценка неизвестных параметров

В этой статье рассмотрим модель с 2-мя регрессорами. Сначала введем необходимые обозначения и понятия множественной регрессии.

Для описания зависимости Y от 2-х переменных

линейная модель

имеет вид:

Y=β

₀

+β

₁

*X

₁

+β

₂

*X

₂

+ε.

Параметры этой модели β

_i

нам неизвестны, но их можно оценить, используя случайную выборку (измеренные значения переменной Y от заданных Х). Оценки параметров модели (β

₀

, β

₁

, β

₂

) обычно вычисляются

методом наименьших квадратов (МНК)

, который минимизирует сумму квадратов ошибок прогнозирования (критерий минимизации в англоязычной литературе обозначают как SSE – Sum of Squared Errors).

Соответствующие оценки параметров будем обозначать как

b

₀

,

b

₁

и

b

₂

.

Ошибка ε имеет случайную природу и имеет свою функцию распределения со

средним значением

=0 и

дисперсией σ

²

.

Оценки

b

₁

и

b

₂

называются

коэффициентами регрессии

, они определяют влияние соответствующей переменной X, когда все остальные независимые переменные остаются

неизменными

.

Сдвиг (intercept)

или

постоянный

член

b

₀

, определяет прогнозируемое значение Y, когда все поясняющие переменные Х равны 0 (часто

сдвиг

не имеет физического смысла в рамках модели и обусловлен лишь математическими вычислениями

МНК

).

Вычислив оценки, полученные методом

МНК,

позволяют прогнозировать значения переменной Y:

Y=

b

₀

+

b

₁

*X

₁

+

b

₂

*X

₂

Примечание

: Для случая 2-х регрессоров, все спрогнозированные значения переменной Y будут лежать в плоскости (в

плоскости регрессии

).

В качестве примера рассмотрим технологический процесс изготовления нити:

Инженер, на основе имеющегося опыта, предположил, что

прочность нити

Y зависит от

концентрации исходного раствора

(Х

₁

) и

температуры реакции

(Х

₂

), и соответствует модели линейной регрессии. Для нахождения комбинации переменных Х, при которых Y принимает максимальное значение, необходимо определить коэффициенты регрессии, сделав выборку.

В MS EXCEL

коэффициенты множественной регрессии

удобнее всего вычислить с помощью функции

ЛИНЕЙН()

. Это сделано в

файле примера на листе Коэффициенты

. Чтобы вычислить оценки:

• выделите 3 ячейки в одной строке (т.к. мы рассматриваем случай 2-х регрессоров, то будут вычислены 2
  
  коэффициента регрессии
  
  +
  
  величина сдвига
  
  = 3 значения, для вывода которых понадобится 3 ячейки). Пусть это будет диапазон
  
  С8:Е8
  
  ;
• в

  Строке формул

  введите =
  
  ЛИНЕЙН(D20:D50;B20:C50)
  
  . Предполагается, что в столбце
  
  В
  
  содержатся прогнозируемые значения Y (в нашей модели это Прочность нити), в столбцах
  
  С
  
  и
  
  D
  
  содержатся значения контролируемых параметров Х (Х1 – Концентрация в столбце С и Х2 – Температура в столбце D).

• нажмите
  
  CTRL
  
  +
  
  SHIFT
  
  +
  
  ENTER
  
  (т.к. это

  формула массива

  ).

В левой ячейке будет рассчитано значение

коэффициента регрессии

b

2

для переменной Х2, в средней ячейке — значение

коэффициента регрессии

b

1

для переменной Х1, в правой –

сдвиг

. Обратите внимание, что порядок вывода

коэффициентов

регрессии

обратный по отношению к расположению столбцов с данными соответствующих переменных Х (вычисленный коэффициент

b

2

располагается

левее

по отношению к

b

1

, тогда как значения переменной Х2 располагаются

правее

значений переменной Х1). Это может привести к путанице, поэтому лучше разместить коэффициенты над соответствующими столбцами с данными, как это сделано в строке 17

файла примера

.

Примечание

: В принципе без функции

ЛИНЕЙН()

можно обойтись, записав альтернативные формулы. Для этого в

файле примера на листе Коэффициенты

в столбцах

I

:

K

вычислены отклонения значений переменных Х

_1i

, Х

_2i

, Y

_i

от их средних значений

, т.е.:

Далее коэффициенты регрессии рассчитываются по следующим формулам (эти формулы справедливы только при прогнозировании по 2-м независимым переменным Х):

При прогнозировании по 3-м и более независимым переменным Х формулы для вычисления

коэффициентов регрессии

значительно усложняются, поэтому следует использовать матричный подход.

В

файле примера на листе Матричная форма

выполнены расчеты

коэффициентов регрессии

с помощью матричного подхода.

Расчет можно произвести как пошагово, так и одной

формулой массива

:

=МУМНОЖ(МОБР(МУМНОЖ(ТРАНСП(B9:D33);(B9:D33)));МУМНОЖ(ТРАНСП(B9:D33);(E9:E33)))

Коэффициенты регрессии

(вектор

b

)

в этом случае вычисляются по формуле

b

=(X

^T

X)

^-1

(X

^T

Y) или в другом виде записи

b

=(X

^’

X)

^-1

(X

^’

Y)

Под Х подразумевается матрица, состоящая из столбцов значений переменной Х с дополнительным столбцом единиц, а под Y – вектор-столбец значений Y.

Символ

^Т

или ‘ – это

транспонирование матрицы

, а обозначение

^-1

говорит о

вычислении обратной матрицы

.

Диаграмма рассеяния

В случае

простой линейной регрессии

(один регрессор, т.е. одна переменная Х) для визуализации связи между прогнозируемым значением Y и переменной Х строят

диаграмму рассеяния

(двумерную).

В случае

множественной

линейной регрессии

двумерную диаграмму рассеяния можно построить только для анализа влияния каждого отдельного регрессора на Y (при этом остальные Х не меняются), т.е. так называемую Матричную диаграмму рассеивания (См.

файл примера лист Диагр расс (матричная)

).

К сожалению, такую диаграмму трудно интерпретировать.

Более того, матричная диаграмма может вводить в заблуждение (см.

Introduction

to

linear

regression

analysis

/

D

.

C

.

Montgomery

,

E

.

A

.

Peck

,

G

.

G

.

Vining

, раздел 3.2.5

), демонстрируя наличие или отсутствие линейной взаимосвязи между отдельным регрессором X

_i

и Y.

Для случая с 2-мя регрессорами можно предложить альтернативный вид матричной

диаграммы рассеяния

. В стандартной диаграмме рассеяния строятся проекции на координатные плоскости Х1;Х2, Y;X1 и Y;X2. Однако, если взглянуть на точки относительно

плоскости регрессии

, то картину, на мой взгляд, будет проще интерпретировать.

Сравним две матричные диаграммы рассеяния (см.

файл примера на листе «Диагр расс (в плоск регрессии)»

, построенные для одних и тех же наблюдений. Первая – стандартная,

вторая представляет собой вид сверху на плоскость регрессии и 2 вида вдоль плоскости.

На второй диаграмме становится очевидно, что разброс точек относительно плоскости регрессии совсем не большой и поэтому, скорее всего, построенная модель является полезной, а выбранные 2 переменные Х позволяют прогнозировать Y (конечно, для подтверждения этой гипотезы нужно

провести процедуру F-теста

).

Несколько слов о построении альтернативной матричной диаграммы рассеяния:

• Перед построением необходимо нормировать значения наблюдений (для каждой переменной вычесть

  среднее

  и разделить на

  стандартное отклонение

  ). В этом случае практически все точки на диаграммах будут находится в диапазоне +/-3 (по аналогии со

  стандартным нормальным распределением

  , 99% значений которого лежат в пределах +/-3 сигма). В этом случае, на диаграмме можно фиксировать мин/макс значений осей, чтобы EXCEL автоматически не модифицировал масштаб осей при изменении данных (это не всегда удобно);

• Теперь координаты точек необходимо рассчитать в системе отсчета относительно плоскости регрессии (в которой плоскость Оху’ совпадает с плоскостью регрессии). Для этого необходимо найти

  матрицу вращения

  , например, через вращение приводящее к совмещению нормали к плоскости регрессии и вектора оси Z (0;0;1);

• Новые координаты позволяют построить альтернативную матричную диаграмму. Кроме того, для удобства можно вращать систему координат вокруг новой оси Z, чтобы нагляднее представить себе распределение точек относительно плоскости регрессии (для этого использована Полоса прокрутки в ячейках
  
  Q
  
  31:
  
  S
  
  31
  
  ).

Вычисление прогнозных значений Y (отдельное наблюдение и среднее значение) и построение доверительных интервалов

После того, как нами были найдены тем или иным способом коэффициенты регрессии можно приступать к вычислению прогнозных значений Y на основе заданных значений переменных Х.

Уравнение прогнозирования или уравнение регрессии в случае 2-х независимых переменных (регрессоров) записывается в виде:

Y=

b

₀

+

b

₁

*

Х

₁

+

b

₂

*

Х

₂

Примечание:

В MS EXCEL

прогнозное значение Y для заданных Х

₁

и Х

₂

можно также предсказать с помощью функции

ТЕНДЕНЦИЯ()

. При этом 2-й аргумент будет ссылкой на столбцы, содержащие все значения переменных Х

₁

и Х

₂

, а 3-й аргумент функции должен быть ссылкой на диапазон ячеек, содержащий 2 значения Х (Х

_1i

и Х

_2i

) для выбранного наблюдения i (см.

файл примера, лист Коэффициенты, столбец G

). Функция

ПРЕДСКАЗ()

, использованная нами в простой регрессии, не работает в случае

множественной регрессии

.

Найдя прогнозное значение Y, мы, таким образом, вычислим его точечную оценку. Понятно, что фактическое значение Y, полученное при наблюдении, будет, скорее всего, отличаться от этой оценки. Чтобы ответить на вопрос о том, на сколько хорошо мы можем предсказывать новые значения Y, нам потребуется построить

доверительный интервал

этой оценки, т.е. диапазон в котором с определенной заданной вероятностью, скажем 95%, мы ожидаем новое значение Y.

Доверительные интервалы

построим при фиксированном Х для:

• нового наблюдения Y;
• среднего значения Y (интервал будет уже, чем для отдельного нового наблюдения)

Как и в случае

простой линейной регрессии

, для построения

доверительных интервалов

нам потребуется сначала вычислить

стандартную ошибку модели

(standard error of the model)

, которая приблизительно показывает насколько велика ошибка предсказания значений переменной Y на основании значений переменных Х.

Для вычисления

стандартной ошибки

оценивают

дисперсию

ошибки ε, т.е. сигма^2

(ее часто обозначают как

MS

Е либо

MSres

)

. Затем, вычислив из полученной оценки квадратный корень, получим

Стандартную ошибку регрессии (часто обозначают как

SEy

или

sey

).

где SSE – сумма квадратов значений ошибок модели ei=yi — ŷi (

Sum of Squared Errors

). MSE означает Mean Square of Errors (среднее квадратов ошибок, точнее остатков).

Величина n-p – это количество

степеней свободы

(

df

–

degrees

of

freedom

), т.е. число параметров системы, которые могут изменяться независимо (вспомним, что у нас в этом примере есть n независимых наблюдений переменной Y, р – количество оцениваемых параметров модели). В случае

простой множественной регрессии

с 2-мя регрессорами

число степеней свободы

равно n-3, т.к. при построении

плоскости регрессии

было оценено 3 параметра модели

b

(т.е. на это было «потрачено» 3

степени свободы

).

В MS EXCEL

стандартную ошибку

SEy можно вычислить формулы (см.

файл примера, лист Статистика

):

=

ИНДЕКС(ЛИНЕЙН($E$13:$E$43;$C$13:$D$43;;ИСТИНА);3;2)

Стандартная ошибка

нового наблюдения Y при заданных значениях Х (вектор Хi) вычисляется по формуле:

x

_i

— вектор-столбец со значениями переменных Х (с дополнительной 1) для заданного наблюдения i.

Соответствующий доверительный интервал вычисляется по формуле:

где α (альфа) –

уровень значимости

(обычно принимают равным 0,05=5%)

р – количество оцениваемых параметров модели (в нашем случае = 3)

n-p – число степеней свободы

–

квантиль

распределения Стьюдента

(задает количество

стандартных ошибок

, в +/- диапазоне которых вероятность обнаружить новое наблюдение равно 1-альфа). Т.е. если

квантиль

равен 2, то диапазон шириной +/- 2

стандартных ошибок

относительно прогнозного значения Y будет с вероятностью 95% содержать новое наблюдение Y (для каждого заданного Хi). В MS EXCEL вычисления квантиля производят по формуле =

СТЬЮДЕНТ.ОБР.2Х(0,05;n-p)

, подробнее см.

в статье про распределение Стьюдента

.

– прогнозное значение Yi вычисляемое по формуле Yi=

b

0+

b

1*

Х1i+

b

2*

Х2i (точечная оценка).

Стандартная ошибка

среднего значения Y при заданных значениях Х (вектор Хi) будет меньше, чем стандартная ошибка отдельного наблюдения. Вычисления производятся по формуле:

x

_i

— вектор-столбец со значениями переменных Х (с дополнительной 1) для заданного наблюдения i.

Соответствующий

доверительный интервал

вычисляется по формуле:

Прогнозное значение Yi (точечная оценка) используется тоже, что и для отдельного наблюдения.

Стандартные ошибки и доверительные интервалы для коэффициентов регрессии

В разделе

Оценка неизвестных параметров

мы получили точечные оценки

коэффициентов регрессии

. Так как эти оценки получены на основе случайных величин (значений переменных Х и Y), то эти оценки сами являются случайными величинами и соответственно имеют функцию распределения со

средним значением

и

дисперсией

. Но, чтобы перейти от

точечных оценок

к

интервальным

, необходимо вычислить соответствующие

стандартные ошибки

(т.е.

стандартные отклонения

)

коэффициентов регрессии

.

Стандартная ошибка коэффициента регрессии

b

_j

(обозначается

se

(

b

_j

)

) вычисляется на основании

стандартной ошибки

по следующей формуле:

где C

_jj

является диагональным элементом матрицы (X

^’

X)

^-1

. Для коэффициента сдвига

b

₀

индекс j=1 (верхний левый элемент), для

b

₁

индекс j=2,

b

₂

индекс j=3 (нижний правый элемент).

SEy –

стандартная ошибка регрессии

(см.

выше

).

В MS EXCEL

стандартные ошибки коэффициентов регрессии

можно вычислить с помощью функции

ЛИНЕЙН()

:

=

ИНДЕКС(ЛИНЕЙН($E$13:$E$43;$C$13:$D$43;;ИСТИНА);2;j)

Примечание

: Подробнее о функции

ЛИНЕЙН()

см. статью

Функция MS EXCEL ЛИНЕЙН()

.

Применяя матричный подход

стандартные ошибки

можно вычислить и через обычные формулы (точнее через

формулу массива

, см.

файл примера лист Статистика

):

=

КОРЕНЬ(СУММКВРАЗН(E13:E43;F13:F43) /(n-p)) *КОРЕНЬ (ИНДЕКС (МОБР (МУМНОЖ(ТРАНСП(B13:D43);(B13:D43)));j;j))

При построении

двухстороннего доверительного интервала

для

коэффициента регрессии

его границы определяются следующим образом:

b

_j

+/- t*Se(

b

_j

)

где t – это

t-значение

, которое можно вычислить с помощью формулы =

СТЬЮДЕНТ.ОБР.2Х(0,05;n-p)

для

уровня значимости

0,05.

В результате получим, что найденный

доверительный интервал

с вероятностью 95% (1-0,05) накроет истинное значение

коэффициента регрессии

b

_j

.

Здесь мы считаем, что

коэффициент регрессии

b

_j

имеет

распределение Стьюдента

с n-p

степенями свободы

(n – количество наблюдений, т.е. пар Х и Y).

Проверка гипотез

Когда мы строим модель, мы предполагаем, что между Y и переменными X существует линейная взаимосвязь. Однако, как это иногда бывает в статистике, можно вычислять параметры связи даже тогда, когда в действительности она не существует, и обусловлена лишь случайностью.

Единственный вариант, когда Y не зависит X, возможен, когда все

коэффициенты регрессии

β

равны 0.

Чтобы убедиться, что вычисленная нами оценка

коэффициентов регрессии

не обусловлена лишь случайностью (они не случайно отличны от 0), используют

проверку гипотез

. В качестве

нулевой гипотезы

Н

₀

принимают, что линейной связи нет, т.е. ВСЕ β=0. В качестве альтернативной гипотезы

Н

₁

принимают, что ХОТЯ БЫ ОДИН коэффициент β <>0.

Процедура проверки значимости множественной регрессии, приведенная ниже, является обобщением

дисперсионного анализа

, использованного нами в случае

простой линейной регрессии (F-тест)

.

Если нулевая гипотеза справедлива, то

тестовая

F

-статистика

имеет

F-распределение

со степенями свободы

k

и

n

—

k

-1

, т.е. F

_{k, n-k-1}

:

Проверку значимости регрессии можно также осуществить через вычисление

p

-значения

. В этом случае вычисляют вероятность того, что случайная величина F примет значение F

₀

(это и есть

p-значение

), затем сравнивают p-значение с заданным

уровнем значимости α (альфа)

. Если

p-значение

больше уровня значимости

,

то нулевую гипотезу нет оснований отклонить, и регрессия незначима.

В MS EXCEL значение F

₀

можно вычислить на основании значений выборки по вышеуказанной формуле или с помощью функции

ЛИНЕЙН()

:

=

ИНДЕКС(ЛИНЕЙН(E13:E43; C13:D43;;ИСТИНА);4;1)

В MS EXCEL для проверки гипотезы через

p

-значение

используйте формулу =F.РАСП.ПХ(F

₀

;k;n-k-1)<

альфа

Если формула вернет ИСТИНА, то регрессия значима. Если формула вернет ЛОЖЬ, то у нас нет оснований отклонить нулевую гипотезу, т.е. «скорее всего» все коэффициенты регрессии равны 0 (см.

файл примера лист Статистика

, где показано эквивалентность обоих подходов проверки значимости регрессии).

В MS EXCEL критическое значение для заданного

уровня значимости

F

_{1-альфа, k, n-k-1}

можно вычислить по формуле =

F.ОБР(1- альфа;k;n-k-1)

или =

F.ОБР.ПХ(альфа;k; n-k-1)

. Другими словами требуется вычислить

верхний альфа-

квантиль

F

-распределения

с соответствующими

степенями свободы

.

Таким образом, при значении статистики F

₀

> F

_{1-альфа, k, n-k-1}

мы имеем основание для отклонения нулевой гипотезы.

В программах статистики результаты процедуры

F

-теста

выводят с помощью стандартной таблицы

дисперсионного анализа

. В

файле примера такая таблица приведена на листе Надстройка

, которая построена на основе результатов, возвращаемых инструментом

Регрессия надстройки Пакета анализа MS EXCEL

.

Генерация данных для множественной регрессии с помощью заданного тренда

Иногда, бывает удобно сгенерировать значения наблюдений, имея заданный тренд.

Для решения этой задачи нам потребуется:

• задать значения регрессоров в нужном диапазоне (значения переменных Х);
• задать коэффициенты регрессии (
  
  b
  
  );
• задать тренд (вычислить значения Y=
  
  b
  
  ₀
  
  +
  
  b
  
  ₁
  
  *
  
  Х
  
  ₁
  
  +
  
  b
  
  ₂
  
  *
  
  Х
  
  ₂
  
  );
• задать величину разброса Y вокруг тренда (варианты: случайный разброс в заданных границах или заданная фигура, например, круг)

Все вычисления выполнены в

файле примера, лист Тренд

для случая 2-х регрессоров. Там же построены

диаграммы рассеяния

.

Коэффициент детерминации

Коэффициент детерминации

R

²

показывает насколько полезна построенная нами

линейная регрессионная модель

.

По определению

коэффициент детерминации

R

²

равен:

R

²

=

Изменчивость объясненная моделью (

SSR

) / Общая изменчивость (

SST

).

Этот показатель можно вычислить с помощью функции

ЛИНЕЙН()

:

=

ИНДЕКС(ЛИНЕЙН(E13:E43;C13:D43;;ИСТИНА);3)

При добавлении в модель новой объясняющей переменной Х,

коэффициент детерминации

будет всегда расти. Поэтому, рост

коэффициента детерминации

не может служить основанием для вывода о том, что новая модель (с дополнительным регрессором) лучше прежней.

Более подходящей статистикой, которая лишена указанного недостатка, является

нормированный

коэффициент детерминации

(Adjusted R-squared):

где p – число независимых

регрессоров

(вычисления см.

файл примера лист Статистика

).

Регрессионный анализ является одним из самых востребованных методов статистического исследования. С его помощью можно установить степень влияния независимых величин на зависимую переменную. В функционале Microsoft Excel имеются инструменты, предназначенные для проведения подобного вида анализа. Давайте разберем, что они собой представляют и как ими пользоваться.

Подключение пакета анализа

Но, для того, чтобы использовать функцию, позволяющую провести регрессионный анализ, прежде всего, нужно активировать Пакет анализа. Только тогда необходимые для этой процедуры инструменты появятся на ленте Эксель.

Перемещаемся во вкладку «Файл».

Открывается окно параметров Excel. Переходим в подраздел «Надстройки».

В самой нижней части открывшегося окна переставляем переключатель в блоке «Управление» в позицию «Надстройки Excel», если он находится в другом положении. Жмем на кнопку «Перейти».

Теперь, когда мы перейдем во вкладку «Данные», на ленте в блоке инструментов «Анализ» мы увидим новую кнопку – «Анализ данных».

Виды регрессионного анализа

Существует несколько видов регрессий:

• параболическая;
• степенная;
• логарифмическая;
• экспоненциальная;
• показательная;
• гиперболическая;
• линейная регрессия.

О выполнении последнего вида регрессионного анализа в Экселе мы подробнее поговорим далее.

Линейная регрессия в программе Excel

Внизу, в качестве примера, представлена таблица, в которой указана среднесуточная температура воздуха на улице, и количество покупателей магазина за соответствующий рабочий день. Давайте выясним при помощи регрессионного анализа, как именно погодные условия в виде температуры воздуха могут повлиять на посещаемость торгового заведения.

Общее уравнение регрессии линейного вида выглядит следующим образом: У = а0 + а1х1 +…+акхк . В этой формуле Y означает переменную, влияние факторов на которую мы пытаемся изучить. В нашем случае, это количество покупателей. Значение x – это различные факторы, влияющие на переменную. Параметры a являются коэффициентами регрессии. То есть, именно они определяют значимость того или иного фактора. Индекс k обозначает общее количество этих самых факторов.

Кликаем по кнопке «Анализ данных». Она размещена во вкладке «Главная» в блоке инструментов «Анализ».

Открывается небольшое окошко. В нём выбираем пункт «Регрессия». Жмем на кнопку «OK».

Открывается окно настроек регрессии. В нём обязательными для заполнения полями являются «Входной интервал Y» и «Входной интервал X». Все остальные настройки можно оставить по умолчанию.

В поле «Входной интервал Y» указываем адрес диапазона ячеек, где расположены переменные данные, влияние факторов на которые мы пытаемся установить. В нашем случае это будут ячейки столбца «Количество покупателей». Адрес можно вписать вручную с клавиатуры, а можно, просто выделить требуемый столбец. Последний вариант намного проще и удобнее.

В поле «Входной интервал X» вводим адрес диапазона ячеек, где находятся данные того фактора, влияние которого на переменную мы хотим установить. Как говорилось выше, нам нужно установить влияние температуры на количество покупателей магазина, а поэтому вводим адрес ячеек в столбце «Температура». Это можно сделать теми же способами, что и в поле «Количество покупателей».

С помощью других настроек можно установить метки, уровень надёжности, константу-ноль, отобразить график нормальной вероятности, и выполнить другие действия. Но, в большинстве случаев, эти настройки изменять не нужно. Единственное на что следует обратить внимание, так это на параметры вывода. По умолчанию вывод результатов анализа осуществляется на другом листе, но переставив переключатель, вы можете установить вывод в указанном диапазоне на том же листе, где расположена таблица с исходными данными, или в отдельной книге, то есть в новом файле.

После того, как все настройки установлены, жмем на кнопку «OK».

Разбор результатов анализа

Результаты регрессионного анализа выводятся в виде таблицы в том месте, которое указано в настройках.

Одним из основных показателей является R-квадрат. В нем указывается качество модели. В нашем случае данный коэффициент равен 0,705 или около 70,5%. Это приемлемый уровень качества. Зависимость менее 0,5 является плохой.

Ещё один важный показатель расположен в ячейке на пересечении строки «Y-пересечение» и столбца «Коэффициенты». Тут указывается какое значение будет у Y, а в нашем случае, это количество покупателей, при всех остальных факторах равных нулю. В этой таблице данное значение равно 58,04.

Значение на пересечении граф «Переменная X1» и «Коэффициенты» показывает уровень зависимости Y от X. В нашем случае — это уровень зависимости количества клиентов магазина от температуры. Коэффициент 1,31 считается довольно высоким показателем влияния.

Как видим, с помощью программы Microsoft Excel довольно просто составить таблицу регрессионного анализа. Но, работать с полученными на выходе данными, и понимать их суть, сможет только подготовленный человек.

Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.

Регрессионный и корреляционный анализ – статистические методы исследования. Это наиболее распространенные способы показать зависимость какого-либо параметра от одной или нескольких независимых переменных.

Ниже на конкретных практических примерах рассмотрим эти два очень популярные в среде экономистов анализа. А также приведем пример получения результатов при их объединении.

Регрессионный анализ в Excel

Показывает влияние одних значений (самостоятельных, независимых) на зависимую переменную. К примеру, как зависит количество экономически активного населения от числа предприятий, величины заработной платы и др. параметров. Или: как влияют иностранные инвестиции, цены на энергоресурсы и др. на уровень ВВП.

Результат анализа позволяет выделять приоритеты. И основываясь на главных факторах, прогнозировать, планировать развитие приоритетных направлений, принимать управленческие решения.

• линейной (у = а + bx);
• параболической (y = a + bx + cx 2 );
• экспоненциальной (y = a * exp(bx));
• степенной (y = a*x^b);
• гиперболической (y = b/x + a);
• логарифмической (y = b * 1n(x) + a);
• показательной (y = a * b^x).

Рассмотрим на примере построение регрессионной модели в Excel и интерпретацию результатов. Возьмем линейный тип регрессии.

Задача. На 6 предприятиях была проанализирована среднемесячная заработная плата и количество уволившихся сотрудников. Необходимо определить зависимость числа уволившихся сотрудников от средней зарплаты.

Модель линейной регрессии имеет следующий вид:

Где а – коэффициенты регрессии, х – влияющие переменные, к – число факторов.

В нашем примере в качестве У выступает показатель уволившихся работников. Влияющий фактор – заработная плата (х).

В Excel существуют встроенные функции, с помощью которых можно рассчитать параметры модели линейной регрессии. Но быстрее это сделает надстройка «Пакет анализа».

Активируем мощный аналитический инструмент:

1. Нажимаем кнопку «Офис» и переходим на вкладку «Параметры Excel». «Надстройки».
2. Внизу, под выпадающим списком, в поле «Управление» будет надпись «Надстройки Excel» (если ее нет, нажмите на флажок справа и выберите). И кнопка «Перейти». Жмем.
3. Открывается список доступных надстроек. Выбираем «Пакет анализа» и нажимаем ОК.

После активации надстройка будет доступна на вкладке «Данные».

Теперь займемся непосредственно регрессионным анализом.

1. Открываем меню инструмента «Анализ данных». Выбираем «Регрессия».
2. Откроется меню для выбора входных значений и параметров вывода (где отобразить результат). В полях для исходных данных указываем диапазон описываемого параметра (У) и влияющего на него фактора (Х). Остальное можно и не заполнять.
3. После нажатия ОК, программа отобразит расчеты на новом листе (можно выбрать интервал для отображения на текущем листе или назначить вывод в новую книгу).

В первую очередь обращаем внимание на R-квадрат и коэффициенты.

R-квадрат – коэффициент детерминации. В нашем примере – 0,755, или 75,5%. Это означает, что расчетные параметры модели на 75,5% объясняют зависимость между изучаемыми параметрами. Чем выше коэффициент детерминации, тем качественнее модель. Хорошо – выше 0,8. Плохо – меньше 0,5 (такой анализ вряд ли можно считать резонным). В нашем примере – «неплохо».

Коэффициент 64,1428 показывает, каким будет Y, если все переменные в рассматриваемой модели будут равны 0. То есть на значение анализируемого параметра влияют и другие факторы, не описанные в модели.

Коэффициент -0,16285 показывает весомость переменной Х на Y. То есть среднемесячная заработная плата в пределах данной модели влияет на количество уволившихся с весом -0,16285 (это небольшая степень влияния). Знак «-» указывает на отрицательное влияние: чем больше зарплата, тем меньше уволившихся. Что справедливо.

Корреляционный анализ в Excel

Корреляционный анализ помогает установить, есть ли между показателями в одной или двух выборках связь. Например, между временем работы станка и стоимостью ремонта, ценой техники и продолжительностью эксплуатации, ростом и весом детей и т.д.

Если связь имеется, то влечет ли увеличение одного параметра повышение (положительная корреляция) либо уменьшение (отрицательная) другого. Корреляционный анализ помогает аналитику определиться, можно ли по величине одного показателя предсказать возможное значение другого.

Коэффициент корреляции обозначается r. Варьируется в пределах от +1 до -1. Классификация корреляционных связей для разных сфер будет отличаться. При значении коэффициента 0 линейной зависимости между выборками не существует.

Рассмотрим, как с помощью средств Excel найти коэффициент корреляции.

Для нахождения парных коэффициентов применяется функция КОРРЕЛ.

Задача: Определить, есть ли взаимосвязь между временем работы токарного станка и стоимостью его обслуживания.

Ставим курсор в любую ячейку и нажимаем кнопку fx.

1. В категории «Статистические» выбираем функцию КОРРЕЛ.
2. Аргумент «Массив 1» — первый диапазон значений – время работы станка: А2:А14.
3. Аргумент «Массив 2» — второй диапазон значений – стоимость ремонта: В2:В14. Жмем ОК.

Чтобы определить тип связи, нужно посмотреть абсолютное число коэффициента (для каждой сферы деятельности есть своя шкала).

Для корреляционного анализа нескольких параметров (более 2) удобнее применять «Анализ данных» (надстройка «Пакет анализа»). В списке нужно выбрать корреляцию и обозначить массив. Все.

Полученные коэффициенты отобразятся в корреляционной матрице. Наподобие такой:

Корреляционно-регрессионный анализ

На практике эти две методики часто применяются вместе.

1. Строим корреляционное поле: «Вставка» — «Диаграмма» — «Точечная диаграмма» (дает сравнивать пары). Диапазон значений – все числовые данные таблицы.
2. Щелкаем левой кнопкой мыши по любой точке на диаграмме. Потом правой. В открывшемся меню выбираем «Добавить линию тренда».
3. Назначаем параметры для линии. Тип – «Линейная». Внизу – «Показать уравнение на диаграмме».
4. Жмем «Закрыть».

Теперь стали видны и данные регрессионного анализа.

Регрессионный анализ — это статистический метод исследования, позволяющий показать зависимость того или иного параметра от одной либо нескольких независимых переменных. В докомпьютерную эру его применение было достаточно затруднительно, особенно если речь шла о больших объемах данных. Сегодня, узнав как построить регрессию в Excel, можно решать сложные статистические задачи буквально за пару минут. Ниже представлены конкретные примеры из области экономики.

Виды регрессии

Само это понятие было введено в математику Фрэнсисом Гальтоном в 1886 году. Регрессия бывает:

• линейной;
• параболической;
• степенной;
• экспоненциальной;
• гиперболической;
• показательной;
• логарифмической.

Пример 1

Рассмотрим задачу определения зависимости количества уволившихся членов коллектива от средней зарплаты на 6 промышленных предприятиях.

Задача. На шести предприятиях проанализировали среднемесячную заработную плату и количество сотрудников, которые уволились по собственному желанию. В табличной форме имеем:

Для задачи определения зависимости количества уволившихся работников от средней зарплаты на 6 предприятиях модель регрессии имеет вид уравнения Y = а + а₁x₁ +…+а_kx_k, где х_i — влияющие переменные, a_i — коэффициенты регрессии, a k — число факторов.

Для данной задачи Y — это показатель уволившихся сотрудников, а влияющий фактор — зарплата, которую обозначаем X.

Использование возможностей табличного процессора «Эксель»

Анализу регрессии в Excel должно предшествовать применение к имеющимся табличным данным встроенных функций. Однако для этих целей лучше воспользоваться очень полезной надстройкой «Пакет анализа». Для его активации нужно:

• с вкладки «Файл» перейти в раздел «Параметры»;
• в открывшемся окне выбрать строку «Надстройки»;
• щелкнуть по кнопке «Перейти», расположенной внизу, справа от строки «Управление»;
• поставить галочку рядом с названием «Пакет анализа» и подтвердить свои действия, нажав «Ок».

Если все сделано правильно, в правой части вкладки «Данные», расположенном над рабочим листом «Эксель», появится нужная кнопка.

Линейная регрессия в Excel

Теперь, когда под рукой есть все необходимые виртуальные инструменты для осуществления эконометрических расчетов, можем приступить к решению нашей задачи. Для этого:

• щелкаем по кнопке «Анализ данных»;
• в открывшемся окне нажимаем на кнопку «Регрессия»;
• в появившуюся вкладку вводим диапазон значений для Y (количество уволившихся работников) и для X (их зарплаты);
• подтверждаем свои действия нажатием кнопки «Ok».

В результате программа автоматически заполнит новый лист табличного процессора данными анализа регрессии. Обратите внимание! В Excel есть возможность самостоятельно задать место, которое вы предпочитаете для этой цели. Например, это может быть тот же лист, где находятся значения Y и X, или даже новая книга, специально предназначенная для хранения подобных данных.

Анализ результатов регрессии для R-квадрата

В Excel данные полученные в ходе обработки данных рассматриваемого примера имеют вид:

Прежде всего, следует обратить внимание на значение R-квадрата. Он представляет собой коэффициент детерминации. В данном примере R-квадрат = 0,755 (75,5%), т. е. расчетные параметры модели объясняют зависимость между рассматриваемыми параметрами на 75,5 %. Чем выше значение коэффициента детерминации, тем выбранная модель считается более применимой для конкретной задачи. Считается, что она корректно описывает реальную ситуацию при значении R-квадрата выше 0,8. Если R-квадрата 2 (RI) представляет собой числовую характеристику доли общего разброса и показывает, разброс какой части экспериментальных данных, т.е. значений зависимой переменной соответствует уравнению линейной регрессии. В рассматриваемой задаче эта величина равна 84,8%, т. е. статистические данные с высокой степенью точности описываются полученным УР.

F-статистика, называемая также критерием Фишера, используется для оценки значимости линейной зависимости, опровергая или подтверждая гипотезу о ее существовании.

Значение t-статистики (критерий Стьюдента) помогает оценивать значимость коэффициента при неизвестной либо свободного члена линейной зависимости. Если значение t-критерия > t_кр, то гипотеза о незначимости свободного члена линейного уравнения отвергается.

В рассматриваемой задаче для свободного члена посредством инструментов «Эксель» было получено, что t=169,20903, а p=2,89Е-12, т. е. имеем нулевую вероятность того, что будет отвергнута верная гипотеза о незначимости свободного члена. Для коэффициента при неизвестной t=5,79405, а p=0,001158. Иными словами вероятность того, что будет отвергнута верная гипотеза о незначимости коэффициента при неизвестной, равна 0,12%.

Таким образом, можно утверждать, что полученное уравнение линейной регрессии адекватно.

Задача о целесообразности покупки пакета акций

Множественная регрессия в Excel выполняется с использованием все того же инструмента «Анализ данных». Рассмотрим конкретную прикладную задачу.

Руководство компания «NNN» должно принять решение о целесообразности покупки 20 % пакета акций АО «MMM». Стоимость пакета (СП) составляет 70 млн американских долларов. Специалистами «NNN» собраны данные об аналогичных сделках. Было принято решение оценивать стоимость пакета акций по таким параметрам, выраженным в миллионах американских долларов, как:

• кредиторская задолженность (VK);
• объем годового оборота (VO);
• дебиторская задолженность (VD);
• стоимость основных фондов (СОФ).

Кроме того, используется параметр задолженность предприятия по зарплате (V3 П) в тысячах американских долларов.

Решение средствами табличного процессора Excel

Прежде всего, необходимо составить таблицу исходных данных. Она имеет следующий вид:

• вызывают окно «Анализ данных»;
• выбирают раздел «Регрессия»;
• в окошко «Входной интервал Y» вводят диапазон значений зависимых переменных из столбца G;
• щелкают по иконке с красной стрелкой справа от окна «Входной интервал X» и выделяют на листе диапазон всех значений из столбцов B,C, D, F.

Отмечают пункт «Новый рабочий лист» и нажимают «Ok».

Получают анализ регрессии для данной задачи.

Изучение результатов и выводы

«Собираем» из округленных данных, представленных выше на листе табличного процессора Excel, уравнение регрессии:

СП = 0,103*СОФ + 0,541*VO – 0,031*VK +0,405*VD +0,691*VZP – 265,844.

В более привычном математическом виде его можно записать, как:

y = 0,103*x1 + 0,541*x2 – 0,031*x3 +0,405*x4 +0,691*x5 – 265,844

Данные для АО «MMM» представлены в таблице:

Важно понимать, что Excel – это не только программа для создания баз данных, но и профессиональный статистический инструмент. И в статистике есть множество способов обработки числовых значений. Один из них – регрессионный анализ. Он тесно связан с корреляциями. Перед тем, как разобраться в том, как в Эксель осуществлять его на практике, необходимо сперва понять, что же такое регрессионный анализ и чем он отличается от корреляционного.

Термин «корреляция» знаком многим, даже тем, кто не особо хорошо разбирается в статистике. Он уже стал настолько популярным, что нередко его можно услышать в быту. А означает он очень простое явление – взаимосвязь между двумя переменными, когда при изменении одной происходит изменение и другой.

Важно понимать, что корреляция сама по себе устанавливает закономерность, но при этом не указывает на характер этой закономерности. То есть, одна переменная может влиять на другую, а может у них быть какая-то третья переменная, изменение которой влечет изменение обеих сразу. То есть, корреляция дает возможность установить взаимосвязь между явлениями, но не влияние одной на другую.

Линейная регрессия позволяет как раз установить разновидность этой связи, чтобы стало возможным прогнозирование зависимой переменной в зависимости от того, как будет изменяться независимая. А теперь подробнее рассмотрим, как можно почувствовать себя провидцем, не закрывая документа Эксель.

Как подключить пакет анализа в программе Excel

Сразу, с коробки, регрессионный анализ недоступен пользователю. Предварительно его надо включить. Только в этом случае пользователь сможет воспользоваться этими инструментами. Чтобы активировать функцию регрессионного анализа, необходимо выполнить следующие действия:

1. Открыть меню «Файл». Для этого нужно нажать на одноименную кнопку слева от вкладки «Главная».
2. Далее у нас откроется меню настроек файла. Нас интересует вкладка «Параметры».
3. Теперь у нас появляется возможность настроить параметры Excel. Затем переходим в меню надстроек, выставляем надстройки Excel в перечне, который находится внизу и нажимаем на «Перейти».
4. После этого появляется окошко, в котором можно управлять существующими надстройками. Нас интересует опция «Пакет анализа». Нужно поставить галочку возле нее и нажать на «ОК».

Теперь у нас на вкладке «Данные» добавился новый блок инструментов, в котором появилась кнопка «Анализ данных».

А теперь более подробно опишем, какие виды регрессионного анализа бывают и как его осуществлять в Excel.

Какие бывают виды регрессионного анализа

Выделяют несколько видов регрессий:

1. Параболическая.
2. Степенная.
3. Логарифмическая.
4. Экспоненциальная.
5. Показательная.
6. Гиперболическая.
7. Линейная регрессия.

Давайте более подробно рассмотрим последнюю разновидность в программе для построения электронных таблиц Excel.

Линейная регрессия в Excel

Давайте приведем небольшой пример. Допустим, у нас есть файл с диапазоном данных, содержащим информацию о том, какая средняя температура воздуха за окном в определенный временной период и сколько было покупателей в этот же день. Для этого нужно использовать регрессионный анализ, разобравшись, каким именно способом климатические условия (то есть, температура воздуха) оказывают влияние на то, как это торговое заведение посещается. Для этого нам нужно составить уравнение регрессии, которое выглядит так: У = а0 + а1х1 +…+акхк. Давайте приведем небольшую расшифровку этих данных.

1. Y. Обозначает переменную, которая зависима от определенных факторов. Именно ее нам и нужно проанализировать. В нашем примере в качестве такой переменной выступает количество покупателей.
2. х – это совокупность факторов, которые способны изменить значение переменной. В данном случае ею выступает температура воздуха. Но могут включаться и другие значения, которые могут быть измерены математическими.
3. а – это коэффициент регрессии. Необходим для того, чтобы формула могла определить не только наличие самого фактора, но и степень его влияния на переменную Y.
4. k – это общее число всех факторов, которые имеются на текущий момент.

Чтобы осуществить анализ линейной регрессии, необходимо выполнить следующие шаги:

1. Сделать клик по кнопке «Анализ данных», появившейся после добавления соответствующей надстройки. Она располагается на вкладке «Данные» в группе «Анализ».
2. После этого появится крошечное диалоговое окно. Но несмотря на это, оно содержит достаточное количество информации о том, какие инструменты анализа можно использовать. Нас же интересует регрессия. Соответствующий пункт и нужно выбрать. После того, как он будет выделен, можно нажимать кнопку «ОК».
3. После этого нам нужно настроить регрессию. В соответствующем диалоговом окне необходимо обязательно заполнить входные интервалы X и Y. К оставшимся параметрам, если их не заполнять, будут применены настройки, запрограммированные по умолчанию. В поле с входным интервалом Y записываем тот диапазон, в котором находятся переменные, для которых мы пытаемся установить влияние имеющихся факторов. Простыми словами, общее число покупателей. Есть несколько способов ввода адреса: с клавиатуры или же непосредственное их выделение с помощью мыши. Естественно, проще первый вариант в большинстве случаев, но если человек владеет слепым методом печати и точно помнит адрес диапазона, то вручную ему будет все же проще.

Далее вводим факторы (точнее, содержащие информацию о них ячейки) в поле «Входной интервал X». Как указывалось ранее, перед нами стоит задача понять, как влияет температура воздуха на количество клиентов. Для этого необходимо записать адреса ячеек, входящих в столбик «Температура». Как это сделать? Та точно так же, как и с предыдущим полем: ввести вручную или выделить соответствующий диапазон мышью.

Что касается других настроек, то они дают возможность задать метки, уровень надежности показателей, константу-ноль, а также задать ряд других параметров. Но в подавляющем количестве ситуаций нет необходимости корректировать эти настройки. Единственное, что нужно сделать – так это задать правильный переключатель для опции вывода результатов. По стандарту итоги выводятся на другой лист, но пользователь может, если у него будет такое желание, осуществить вывод на тот же лист, что и таблица с первоначальными данными. Также возможен вывод результатов в отдельную книгу. Наконец, после завершения настроек нужно нажать кнопку «ОК», после чего программа все оставшиеся действия выполнит самостоятельно.

Как интерпретировать результаты анализа

Ознакомиться с результатами регрессионного анализа можно в том месте, которое было указано в параметрах. Выглядит он таким приблизительно образом.

Самое главное значение, на которое мы будем ориентироваться – это R-квадрат. В нем записывается качество используемой модели. Чем он выше, тем оно выше. Если оно меньше 0,5, то зависимость считается плохой, если выше – то уже лучше. Чем ближе к 1, тем лучше. Соответственно, максимальный коэффициент – 1.

Также нужно обратить внимание на еще один важный показатель. Его можно найти в ячейке, которая находится на стыке строки Y-пересечение и колонки «Коэффициенты». Здесь можно увидеть значение Y, которое будет равно нулю при определенных условиях. Также можно понять, насколько наша зависимая переменная является зависимой от факторов. Для этого нужно посмотреть, какая цифра стоит на пересечении граф Переменная X1» и «Коэффициенты». Чем коэффициент выше, тем лучше.

Видим, что программа Microsoft Excel открывает широкие возможности для регрессионного анализа. Но конечно, нужна дополнительная подготовка, чтобы читать эти результаты. Но если вы уже разбираетесь в статистике, то будет значительно проще. А теперь давайте приведем некоторые простые примеры, чтобы было более наглядно понятно, как линейная регрессия проводится на практике.

Пример регрессионного анализа №1

А теперь настало время разобрать практические кейсы, как можно использовать линейную регрессию. Допустим, у нас есть набор данных о расходах на ТВ-рекламу, интернет-продвижение и о том, сколько получилось реализовать товара в российской национальной валюте. Все эти данные упакованы в таблицу. Перед нами стоит задача – определить коэффициенты регрессии для независимых переменных (то есть, в нашем случае ими выступают расходы на рекламу по ТВ и в интернете, поскольку оба значения влияют на объем реализуемых товаров). Последовательность действий такая:

1. Открыть рабочий лист и ввести данные.
2. Активировать инструмент регрессия способом, описанным выше.
3. В появившемся диалоговом окне необходимо задать входной интервал X, Y,  задать метки
4. Также не стоит забывать ввести выходной интервал. Для выполнения этой задачи необходимо также указать такие параметры, как «График нормальной вероятности» и «График остатков».

Видим, что для этого кейса нам не нужно принципиально отходить от схемы, описанной выше. Линейная регрессия в этом случае позволяет уменьшить расходы на рекламу и увеличить отдачу от неё. То есть, выражаясь маркетинговым языком, увеличить ROMI – коэффициент возвратности инвестиций на маркетинг.

Пример регрессионного анализа №2

Второй случай, в котором можно проводить регрессионный анализ – это необходимость найти максимальную модель распределения расходов на разные виды рекламы для того, чтобы получить самую большую прибыль. И такую маркетинговую задачу вполне может решить обычный Excel, кто бы мог подумать?

Предположим, максимальный бюджет на рекламу, который может быть потрачен организацией – 170000 рублей. Это ограничение невозможно предусмотреть стандартным средством, описанным выше. Здесь нужно использовать совсем другую надстройку, которая называется «Поиск решения». Есть ее возможность найти в том же разделе, что и описываемую нами. И аналогично пакету анализа, нам необходимо включить эту надстройку в том же самом меню.

Что же собой являет инструмент «Поиск решения»? Это надстройка, позволяющая найти оптимальный способ решения определенной задачи. Она имеет два основных параметра: целевая функция и ограничения. Таким образом, пользователь может находить оптимальную сумму затрат для рекламу в определенных условиях. Это одно из главных преимуществ данного инструмента.

Точно также, как в случае с пакетом анализа, инструмент поиска решения требует наличия математической модели. В качестве неё и выступает целевая функция. В нашем случае она следующая:  Y= 2102438,6 + 6,4004 X1 — 54,068 X2 > max. В качестве используемых ограничений используется следующее выражение: X1 + X2 <= 170000, X1>= 0, X2 >=0.

После применения инструмента «Поиск решения» оказывается, что при заданных параметрах и ограничениях оптимально тратить деньги на рекламу по телевидению, поскольку это способно обеспечить максимальную прибыль. Как же пользоваться этим инструментом на практике? Для этого нужно выполнить следующие простые действия.

1. Для начала нажать «Параметры Excel», после чего отправиться в категорию «Надстройки».
2. После этого в поле «Управление» найти «Надстройки Excel» и кликнуть по «Перейти».
3. После этого в списке надстроек активировать «Поиск решения».

После нажатия клавиши ОК надстройка успешно активирована. Далее достаточно просто нажимать на соответствующую кнопку на вкладке «Данные» в той же группе, что и пакет анализа и задать подходящие параметры. После этого программа все сделает самостоятельно. Таким образом, использование регрессии в Excel – очень простая штука. Значительно легче, чем может показаться на первый взгляд, поскольку большую часть действий выполняет программа. Достаточно просто вбить правильные настройки, и дальше можно расслабиться. И да, нужно еще интерпретировать результаты правильно. Но это не проблема. Успехов.

Регрессионный анализ – это набор статистических методов, позволяющих изучить влияние одной или нескольких независимых переменных на зависимую. Давайте разберемся, каким образом можно выполнить данный анализ в программе Excel.

Включение функции анализа в программе

Для начала нужно активировать функцию программы, с помощью которой мы будем проводить анализ. Для этого делаем следующее:

1. Открываем меню “Файл”.
2. Щелкаем по пункту “Параметры”.
3. В нижней части содержимого подраздела “Надстройки” выбираем значение “Надстройки Excel” для параметра “Управление”, после чего кликаем “Перейти”.
4. В окне управления надстройками выбираем “Пакет анализа” и щелкаем OK.
5. Переходим во вкладку “Данные”, чтобы проверить, появилась ли функция “Анализ данных” в группе инструментов “Анализ”.

Линейный регрессионный анализ

Выделяют несколько разновидностей регрессий: линейная, гиперболическая, множественная, логарифмически линейная, нелинейная, обратная, парная.

В рамках данной статьи мы рассмотрим линейную регрессию. В общем виде ее функция выглядит так:

y = a₀+a₁x₁+a₂x₂+…a_nx_n

В данном уравнении:

• Y – переменная, влияние на которую нужно найти;
• X – факторы, влияющие на переменную;
• A – коэффициенты регрессии, определяющие значимости факторов;
• N – общее количество факторов.

Чтобы было понятнее, давайте разберем конкретный практический пример. Допустим, у нас есть таблица, в которой представлена информация по среднесуточной температуре и количеству осадков с разбивкой по месяцам.

Наша задача – выяснить, как температура влияет на осадки. Приступи к ее выполнению.

1. Щелкаем по кнопке “Анализ данных”.
2. В открывшемся окошке отмечаем пункт “Регрессия”, после чего щелкаем OK.
3. Перед нами появится окно, в котором нужно настроить параметры регрессии:
   • в поле “Входной интервал_Y” пишем координаты диапазона ячеек, в которых находятся переменные, влияние на которые нам нужно выяснить. У нас это столбец “Количество осадков, мм”. Координаты диапазона можно указать как вручную, используя клавиши на клавиатуре, так и выделив его в самой таблице с помощью зажатой левой кнопки мыши.
   • в поле “Входной интервал_X” указываем координаты диапазона ячеек с данными, влияние которых нам нужно найти. В нашем случае – это столбец “Среднесуточная температура”.
   • Остальные параметры не являются обязательными и, чаще всего, остаются незаполненными. У нас есть возможность установить метки, значения уровня надежности в процентах, константу-ноль, график нормальной вероятности и т.д. Пожалуй, самым важным здесь является способ вывода результатов анализа. Доступны следующие варианты: на новом листе (по умолчанию), в новой книге или в указанном диапазоне на этом же листе. Мы оставим все как есть и жмем кнопку OK.

Анализ полученных результатов

После корректного заполнения всех параметров и нажатия кнопки OK отобразятся  результаты анализа (в зависимости от выбранного способа). В нашем случае – на отдельном листе.

Ключевым показателем здесь является R-квадрат (коэффициент детерминации), значение которого характеризует качество модели. Приемлемым считается значение не менее 0,5 (или 50%).

Также следует обратить внимание на ячейку, расположенную на пересечении строки “Y-пересечение” и столбца “Коэффициенты”. Здесь показывается, каким будет значение Y (количество осадков), если все остальные факторы будут равны нулю.

Ячейка на пересечении строки “Переменная X 1” и столбца “Коэффициенты” содержит значение, характеризующее степень зависимости Y от X.  Коэф. 0,89 в нашем случае говорит о достаточно сильной связи между переменными.

Заключение

Регрессионный анализ – сложная и трудоемкая задача, которая требует определенных математических и статистических знаний. Но с помощью стандартных инструментов Эксель ее выполнение можно значительно облегчить.