線形回帰

回帰は、 1つの変数( y)と他の変数(x )の間の関係を決定する方法です。

統計では、線形回帰はyとxの間の線形関係をモデル化するためのアプローチです。

AIでは、線形回帰は教師あり機械学習アルゴリズムです。

散布図

これは(前の章の)散布図です。

4060801001201401606810121416
House Prices vs. SizeSquare MetersPrice in Millions

var xArray = [50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150];
var yArray = [7,8,8,9,9,9,10,11,14,14,15];

// Define Data
var data = [{
  x:xArray,
  y:yArray,
  mode: "markers"
}];

// Define Layout
var layout = {
  xaxis: {range: [40, 160], title: "Square Meters"},
  yaxis: {range: [5, 16], title: "Price in Millions"},
  title: "House Prices vs. Size"
};

Plotly.newPlot("myPlot", data, layout);

値の予測

上記の散在するデータから、将来の価格をどのように予測できますか?

  • 手描きの線形グラフを使用する
  • 線形関係をモデル化する
  • 線形回帰をモデル化する

線形グラフ

これは、最低価格と最高価格に基づいて価格を予測する線形グラフです。

4060801001201401606810121416
trace 0trace 1House Prices vs. SizeSquare MetersPrice in Millions

var xArray = [50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150];
var yArray = [7,8,8,9,9,9,9,10,11,14,14,15];

var data = [
  {x:xArray, y:yArray, mode:"markers"},
  {x:[50,150], y:[7,15], mode:"line"}
];

var layout = {
  xaxis: {range: [40, 160], title: "Square Meters"},
  yaxis: {range: [5, 16], title: "Price in Millions"},
  title: "House Prices vs. Size"
};

Plotly.newPlot("myPlot", data, layout);

前の章から

線形グラフは、 y = ax + bと書くことができます。

どこ:

  • yは予測したい価格です
  • aは線の傾きです
  • xは入力値です
  • bは切片です

線形関係

このモデルは、価格とサイズの間の線形関係を使用して価格を予測します。

4060801001201401606810121416
trace 0trace 1House Prices vs. SizeSquare MetersPrice in Millions

var xArray = [50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150];
var yArray = [7,8,8,9,9,9,10,11,14,14,15];

// Calculate Slope
var xSum = xArray.reduce(function(a, b){return a + b;}, 0);
var ySum = yArray.reduce(function(a, b){return a + b;}, 0);
var slope = ySum / xSum;

// Generate values
var xValues = [];
var yValues = [];
for (var x = 50; x <= 150; x += 1) {
  xValues.push(x);
  yValues.push(x * slope);
}

上記の例では、傾きは計算された平均であり、切片は0です。


線形回帰関数の使用

このモデルは、線形回帰関数を使用して価格を予測します。

4060801001201401606810121416
trace 0trace 1House Prices vs. SizeSquare MetersPrice in Millions

var xArray = [50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150];
var yArray = [7,8,8,9,9,9,10,11,14,14,15];

// Calculate Sums
var xSum=0, ySum=0 , xxSum=0, xySum=0;
var count = xArray.length;
for (var i = 0, len = count; i < count; i++) {
  xSum += xArray[i];
  ySum += yArray[i];
  xxSum += xArray[i] * xArray[i];
  xySum += xArray[i] * yArray[i];
}

// Calculate slope and intercept
var slope = (count * xySum - xSum * ySum) / (count * xxSum - xSum * xSum);
var intercept = (ySum / count) - (slope * xSum) / count;

// Generate values
var xValues = [];
var yValues = [];
for (var x = 50; x <= 150; x += 1) {
  xValues.push(x);
  yValues.push(x * slope + intercept);
}