R - 多元回归



多元回归是线性回归对两个以上变量之间关系的扩展。在简单线性关系中,我们有一个预测变量和一个响应变量,但在多元回归中,我们有多个预测变量和一个响应变量。

多元回归的一般数学方程式为 −

y = a + b1x1 + b2x2 +...bnxn

以下是所用参数的描述 -

  • y 是响应变量。
  • A、B1、B2...BN 是系数。
  • x1, x2, ...xn 是预测变量。

我们使用 R 中的 lm() 函数创建回归模型。该模型使用输入数据确定系数的值。接下来,我们可以使用这些系数预测一组给定预测变量的响应变量的值。

lm() 函数

此函数在预测变量和响应变量之间创建关系模型。

语法

多元回归中 lm() 函数的基本语法是 −

lm(y ~ x1+x2+x3...,data)

以下是所用参数的描述 -

  • 公式是表示响应变量和预测变量之间关系的符号。
  • data 是将应用公式的向量。

例子

输入数据

考虑 R 环境中可用的数据集 “mtcars”。它根据每加仑行驶里程 (mpg)、气缸排量(“disp”)、马力 (“hp”)、汽车重量 (“wt”) 和其他一些参数对不同车型进行了比较。

该模型的目标是建立作为响应变量的 “mpg” 与 “disp”、“hp” 和 “wt” 作为预测变量之间的关系。为此,我们从 mtcars 数据集中创建了这些变量的子集。


input <- mtcars[,c("mpg","disp","hp","wt")]
print(head(input))

当我们执行上述代码时,它会产生以下结果——

                   mpg   disp   hp    wt
Mazda RX4          21.0  160    110   2.620
Mazda RX4 Wag      21.0  160    110   2.875
Datsun 710         22.8  108     93   2.320
Hornet 4 Drive     21.4  258    110   3.215
Hornet Sportabout  18.7  360    175   3.440
Valiant            18.1  225    105   3.460

创建关系模型并获取系数


input <- mtcars[,c("mpg","disp","hp","wt")]

# Create the relationship model.
model <- lm(mpg~disp+hp+wt, data = input)

# Show the model.
print(model)

# Get the Intercept and coefficients as vector elements.
cat("# # # # The Coefficient Values # # # ","\n")

a <- coef(model)[1]
print(a)

Xdisp <- coef(model)[2]
Xhp <- coef(model)[3]
Xwt <- coef(model)[4]

print(Xdisp)
print(Xhp)
print(Xwt)

当我们执行上述代码时,它会产生以下结果——


Call:
lm(formula = mpg ~ disp + hp + wt, data = input)

Coefficients:
(Intercept)         disp           hp           wt  
  37.105505      -0.000937        -0.031157    -3.800891  

# # # # The Coefficient Values # # # 
(Intercept) 
   37.10551 
         disp 
-0.0009370091 
         hp 
-0.03115655 
       wt 
-3.800891 

为回归模型创建方程

根据上述截距和系数值,我们创建数学方程。


Y = a+Xdisp.x1+Xhp.x2+Xwt.x3
or
Y = 37.15+(-0.000937)*x1+(-0.0311)*x2+(-3.8008)*x3

应用方程式预测新值

我们可以使用上面创建的回归方程来预测提供一组新的排量、马力和重量值的里程。

对于 disp = 221、hp = 102 且 wt = 2.91 的汽车,预测里程为 −

Y = 37.15+(-0.000937)*221+(-0.0311)*102+(-3.8008)*2.91 = 22.7104