ⵜⴰⵣⵙⴰⵔⴻⵜ
ⵢⴻⵜⵜⵓⵏⴻⴼⴽⴷ ⵢⵉⵡⴻⵏ ⵏ ⵓⵙⵎⴻⵍ ⵏ ⵢⵉⵙⴻⴼⴽⴰ ɣD = {(X_{1}, Y_{2}), \ⵜⵉⵏⵇⵉⴹⵉⵏ,(X_{N}, Y_{N})}$ ⴰⵎ ɣX_{ⵉ}ⵖ ⴷ ɣY_{ⵉ }ⵖ ⵜⵜⴽⴻⵎⵎⵉⵍⴻⵏ, Iswi ⵏ "Linear Regression" ⴷ ⵜⵓⴼⴼⵖⴰ ⵏ ⵜⴼⴻⵍⵡⵉⵜ ⵉⴳⴻⵔⵔⵣⴻⵏ ⴰⴽⴽ ⵉ ⴷⵢⴻⵜⵜⴰⵡⵉⵏ ⵉⵙⴻⴼⴽⴰⴰⴳⵉ.
ⵙ ⵡⴰⵡⴰⵍⴻⵏ ⵏⵏⵉⴹⴻⵏ, ⵏⴻⴱⵖⴰ ⴰⴷ ⴷⵏⴻⵙⵏⵓⵍⴼⵓ ⴰⵎⵣⵓⵏ :
y^=a∗0+a∗1.x∗1+⋯+a∗p.x_p
ⴰⵏⴷⴰ ɣpɣ ⴷ ⴰⵎⴹⴰⵏ ⵏ ⵜⵎⵉⴹⵔⴰⵏⵜ ⵏ ⵓⵎⴳⵉⵔⴻⴷ ⵖⵅⵖ.
ⴷⴻⴳ ⵓⵎⴰⴳⵔⴰⴷⴰ ⴰⴷ ⵏⵡⴰⵍⵉ ⴰⵎⴻⴽ ⴰⵔⴰ ⵏⴻⴼⵔⵓ ⵓⴳⵓⵔⴰ ⴷⴻⴳ ⴽⵔⴰⴹ ⵏ ⵜⵎⵓⵖⵍⵉⵡⵉⵏ :
-
ⵎⵉ ⴰⵔⴰ ⵢⵉⵍⵉ X ⴷ ⵢⵉⵡⴻⵏ ⵏ ⵓⵙⵡⵉⵔ ⵉ.ⴻ. p=1.
-
ⵎⵉ ⴰⵔⴰ ⵢⵉⵍⵉ X ⴷ ⴰⵟⴰⵙ ⵏ ⵜⵖⴰⵡⵙⵉⵡⵉⵏ ⵉ.ⴻ. ɣp>1ɣ.
-
ⴰⵙⴻⵇⴷⴻⵛ ⵏ ⵜⵎⴻⵥⵥⵓⵖⵜ ⵏ ⵜⵎⴻⵥⵥⵓⵖⵜ.
ⵖⵅⵖ ⴷ ⵢⵉⵡⴻⵏ ⵏ ⵓⵙⵡⵉⵔ (ⴰⵎⴽⵓⵥ ⴰⵎⴻⵥⵢⴰⵏ ⵓⵙⵍⵉⴳ)
ⴰⵎⵣⵓⵏ ⵉ ⵏⴻⴱⵖⴰ ⴰⴷ ⴷⵏⴻⵙⵏⵓⵍⴼⵓ ⴷ ⵡⵉⵏ ⵏ ⵜⴰⵍⵖⴰ:
y^=a∗0+a∗1.x
ⵛⴼⵓ ⴱⴻⵍⵍⵉ ⵉⵙⵡⵉ ⵏ ⵜⴳⴻⵔⵎⴰⵏⵜ ⵏ ⵜⴼⴻⵍⵡⵉⵜ ⴷ ⵜⵓⴼⴼⵖⴰ ⵏ ⵜⴼⴻⵍⵡⵉⵜ ⵉ ⴷⵢⴻⵜⵜⴰⵡⵉⵏ ⵙ ⵡⴰⵣⴰⵍⵉⵙ ⵉ ⵢⵉⵙⴻⴼⴽⴰ. ⵙ ⵡⴰⵡⴰⵍⵏⵏⵉⴹⴻⵏ, ⵢⴻⵙⵙⴻⴼⴽ ⴰⴷ ⵏⴻⵙⵙⴻⵎⵥⵉ ⴰⵣⴰⵍ ⵢⴻⵍⵍⴰⵏ ⴳⴰⵔ ⵜⵏⴻⵇⴹⵉⵏ ⵏ ⵢⵉⵙⴻⴼⴽⴰ ⴷ ⵜⵖⴻⵔⵖⴻⵔⵜ.
(a∗0^,a∗1^)=(a∗0,a∗1)argmin∑∗i=1N(y∗i−y∗i^)2
=(a∗0,a∗1)argmin∑∗i=1N(y∗i−(a∗0+a∗1.x∗i))2
ⴰⴷ ⵏⴻⵙⵙⴻⵔⵙ:
L=∑∗i=1N(y∗i−(a∗0+a∗1.x_i))2
ⵉⵡⴰⴽⴽⴻⵏ ⴰⴷ ⵏⴰⴼ ⴰⵣⴰⵍ ⴰⵎⴻⵥⵢⴰⵏ, ⵢⴻⵙⵙⴻⴼⴽ ⴰⴷ ⵏⴻⴼⵔⵓ ⵜⵉⴳⵏⴰⵜⵉⵏⴰ :
{∂a0∂L=0∂a1∂L=0
⎩⎨⎧i=1∑N−2(yi−(a0+a1.xi))=0i=1∑N−2xi(yi−(a0+a1.xi))=0
ⵏⴻⴱⴷⴰ ⵙ ⵓⵙⵏⴻⵔⵏⵉ ⵏ ⵜⴰⴳⴷⴰⵍⵜ ⵜⴰⵎⴻⵣⵡⴰⵔⵓⵜ:
i=1∑Nyi−i=1∑Na0+i=1∑Na1.xi=0
i=1∑Nyi−Na0+i=1∑Na1.xi=0
a0=Ni=1∑Nyi−Ni=1∑Nxia1
a0=Y−Xa1
ⵏⴻⵙⴱⴻⴷⴷⴻⵍ ⴷⴻⴳ ⵜⴰⴳⴷⴰⵍⵜ ⵜⵉⵙ ⵙⵏⴰⵜ:
i=1∑Nxi(yi−Y+Xa1−a1xi)=0
i=1∑N(yi−Y)+a1(X−xi)=0
i=1∑N(yi−Y)−i=1∑Na1(xi−X)=0
a1=i=1∑N(xi−X)i=1∑N(yi−Y)=i=1∑N(xi−X)2i=1∑N(yi−Y)(xi−X)=VAR(X)COV(X,Y)
ⵏⴻⴱⴷⴻⵍⴷ ⵜⵓⵖⴰⵍⵉⵏ ⴷⴻⴳ $a_{0}ɣ:
{a0=Y−XVAR(X)COV(X,Y)a1=VAR(X)COV(X,Y)
ⵖⵅⵖ ⴷ ⴰⵟⴰⵙ ⵏ ⵢⵉⵃⵔⵉⵛⴻⵏ (ⴰⵎⴽⵓⵥ ⴰⵎⴻⵥⵢⴰⵏ ⵓⵙⵍⵉⴳ)
ⴷⴻⴳ ⵜⴰⵍⵓⴼⵜⴰ, ɣX_{ⵉ}ⵖ ⵓⵔ ⵢⴻⵍⵍⵉ ⴰⵔⴰ ⴷ ⴰⵎⴹⴰⵏ ⵏ ⵜⵉⴷⴻⵜ, ⵎⴰⵛⴰ ⴷⴻⴳ ⵓⵎⴽⴰⵏⵉⵙ ⴷ ⴰⴼⴻⵔⴷⵉⵙ ⵏ ⵜⵖⴻⵔⵖⴻⵔⵜ p:
X∗i=(X∗i1,X∗i2,…,X∗ip)
ⵉⵀⵉ, ⴰⵎⵣⵓⵏ ⵢⴻⵜⵜⵡⴰⵔⵓ ⴰⴽⴽⴻⵏ ⵉ ⴷⵉⵜⴻⴷⴷⵓⵏ:
y^=a∗0+a∗1x∗1+a∗2x∗2+⋯+a∗px_p
ⵏⴻⵖ, ⵢⴻⵣⵎⴻⵔ ⴰⴷ ⵢⴻⵜⵜⵡⴰⵔⵓ ⵙ ⵜⴰⵍⵖⴰ ⵏ ⵎⴰⵜⵔⵉⵅ:
Y^=X.W
ⴰⵏⴷⴰ:
-
ⵖⵢⵖ ⵉⴳⴰ ⵜⴰⵍⵖⴰ ⵖ(ⵏ, 1)ⵖ.
-
ⵖⵅⵖ ⵉⴳⴰ ⵜⴰⵍⵖⴰ ⵖ(ⵏ, p)ⵖ.
-
ⵖⵡⵖ ⴷ ⵜⴰⵍⵖⴰ ⵖ(p, 1)ⵖ: ⴷ ⴰⴼⴻⵔⴷⵉⵙ ⵏ ⵢⵉⴼⴻⵔⴷⵉⵙⴻⵏ ⵖ(ⵡ_{1}, ⵖ_{2}, \ⵜⵉⵏⵇⵉⴹⵉⵏ, ⵡ_{p})ⵖ.
ⴰⵎ ⵡⴰⴽⴽⴻⵏ ⵉ ⴷⵢⴻⵍⵍⴰ ⴷⴻⴳ ⵜⴰⵍⵓⴼⵜ ⵜⴰⵎⴻⵣⵡⴰⵔⵓⵜ, ⵏⴻⵙⵄⴰ ⵉⵙⵡⵉ ⵏ ⵓⵙⵏⴻⴼⵍⵉ ⵏ ⵜⵖⴰⵡⵙⴰⴰⴳⵉ ⵉ ⴷⵉⵜⴻⴷⴷⵓⵏ :
W^=Wargmin∑∗i=1N(y∗i−y_i^)2
ⵉ ⵜⵉⴽⴽⴻⵍⵜ ⵏⵏⵉⴹⴻⵏ ⴰⴷ ⵏⴻⵙⵙⴻⵔⵙ:
L=∑∗i=1N(y∗i−y_i^)2
=(Y−XW)T(Y−XW)
=YTY−YTXW−WTXTY+WTXTXW
=YTY−2WTXTY+WTXTXW
ⵉⵎⵉ ⵏⴻⴱⵖⴰ ⴰⴷ ⵏⴻⵙⵙⴻⵎⵥⵉ ⵖⵍⵖ ⴷⴻⴳ ⵡⴰⵢⴻⵏ ⵢⴻⵔⵣⴰⵏ ⵖⵡⵖ, ⵉⵀⵉ ⵏⴻⵣⵎⴻⵔ ⴰⴷ ⵏⵃⴻⵇⴻⵔ ⴰⵡⴰⵍ ⴰⵎⴻⵣⵡⴰⵔⵓ "ⵖⵢ^ⵜⵢⵖ" ⴰⵛⴽⵓ ⴷ ⵉⵍⴻⵍⵍⵉ ⵙⴻⴳ ⵖⵡⵖ ⵢⴻⵔⵏⴰ ⴰⴷ ⵏⴻⴼⵔⵓ ⵜⴰⴳⴳⴰⵢⵜⴰ:
∂W∂(−2WTXTY+WTXTXW)=0
−2XTY+2XTXW^=0
W^=(XTX)−1XTY
ⴰⵙⴻⵇⴷⴻⵛ ⵏ ⵓⵖⴻⵍⵍⵓⵢ ⵏ ⵜⵖⴻⵔⵖⴻⵔⵜ
ⴰⵜⴰⵏ ⵓⵙⵏⵓⵍⴼⵓ ⵏ algorithme ⵏ ⵓⵖⴻⵍⵍⵓⵢ ⵏ ⵜⵖⴻⵔⵖⴻⵔⵜ:
w∗n+1=w∗n−lr×∂w_n∂f
ⵜⵓⵔⴰ ⴰⵢⴻⵏ ⴰⴽⴽ ⵉ ⵉⵍⴰⵇ ⴰⴷ ⵜⵏⴻⵅⴷⴻⵎ ⴷ ⴰⵙⴻⵇⴷⴻⵛⵉⵙ ⵖⴻⴼ ⵙⵉⵏ ⵏ ⵢⵉⴼⴻⵔⴷⵉⵙⴻⵏ ⵖⴰ_{0}ⵖ ⴷ ⵖⴰ_{1}ⵖ (ⴷⴻⴳ ⵜⴻⴳⵏⵉⵜ ⵏ ⵢⵉⵡⴻⵏ ⵏ ⵓⵎⴳⵉⵔⴻⴷ ⵖⵅⵖ):
{a0(n+1)=a0(n)−lr×∂a0∂La1(n+1)=a1(n)−lr×∂a1∂L
ⵓ ⵏⴻⵥⵔⴰ ⴱⴻⵍⵍⵉ:
⎩⎨⎧∂a0∂L=i=1∑N−2(yi−(a0+a1.xi))∂a1∂L=i=1∑N−2xi(yi−(a0+a1.xi))
ⵙ ⵓⴱⴻⴷⴷⴻⵍ:
⎩⎨⎧a0(n+1)=a0(n)+2×lr×i=1∑N(yi−(a0(n)+a1(n).xi))a1(n+1)=a1(n)+2×lr×i=1∑Nxi(yi−(a0(n)+a1(n).xi))
ⵉⵙⴻⵇⵙⵉⵢⴻⵏ
-
ⵎⴰⵜⵜⴰ ⵜⴰⵍⵖⴰ ⵏ ⵓⴼⴻⵔⴷⵉⵙ ⵏ ⵢⵉⴼⴻⵔⴷⵉⵙⴻⵏ ⵉⴳⴻⵔⵔⵣⴻⵏ ⴷⴻⴳ ⵜⴰⵍⵓⴼⵜ ⵏ ⵜⴳⴻⵔⵎⴰⵏⵜ ⵜⴰⵣⴻⴳⵣⴰⵡⵜ ⵏ ⵡⴰⵟⴰⵙ ⵏ ⵢⵉⵃⵔⵉⵛⴻⵏ:
-
ⵖ \ ⴼⵔⴰⵛ {ⴽⵓⴱ (ⵅ, ⵢ)} {VAR (ⵢ)}ɣ
-
ⵖ \ ⴼⵔⴰⵛ {ⴽⵓⴱ (ⵅ, ⵢ)} {VAR (ⵅ)} $
-
ⵖ(ⵅ^ⵜⵅ)^{-1}ⵅ^ⵜⵢⵖ "ⴰⵙⵡⵉⵔ"
-
ⴰⵢⵖⴻⵔ ⴰⵔⴰ ⵏⴻⵙⵙⴻⵔⵙ ⵜⴰⵙⴻⴽⴽⵉⵔⵜ ⵖⴻⵔ 0 ?
-
ⴰⴽⴽⴻⵏ ⴰⴷ ⵏⴰⴼ ⵜⴰⴳⴳⴰⵔⴰ. "ⴷ ⴰⵢⴻⵏ ⵢⴻⵍⵀⴰⵏ"
-
ⴰⴷ ⵜⴻⵙⵏⴻⵇⵙⴻⴹ ⴰⵙⴻⵏⵜⴻⵍ.
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ⴰⴷ ⵢⴻⵇⵇⵉⵎ ⴽⴰⵏ ⴰⵃⵔⵉⵛ ⵏ ⵜⵉⴷⴻⵜ ⵏ ⵜⵎⴻⵥⵔⵉ.
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ⴷ ⴰⵛⵓ ⵉ ⴷ ⵉⵙⵡⵉ ⵏ ⵜⴳⴻⵔⵎⴰⵏⵜ ⵏ ⵜⴼⴻⵍⵡⵉⵜ ?
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ⴰⴷ ⵏⴰⴼ ⵜⴰⵣⵔⵉⵔⵜ ⵉ ⵉⵣⵔⵉⵏ ⴰⴽⴽⵯ ⵜⵏⵇⵇⵉⴹⵉⵏ.
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ⴰⴽⴽⴻⵏ ⴰⴷ ⵏⴰⴼ ⵜⴰⵖⴻⵛⵜ ⵉ ⴷⵢⴻⵙⵎⴻⴽⵜⴰⵢⴻⵏ ⵉⵙⴻⴼⴽⴰ ⴰⴽⴽⴻⵏ ⵉⵡⴰⵜⴰ."correct"
-
ⴰⴷ ⵏⴰⴼ ⵜⴰⵖⴻⵛⵜ ⵉ ⴷⵢⴻⴱⴹⴰⵏ ⵉⵙⴻⴼⴽⴰ ⴰⴽⴽⴻⵏ ⵉⵍⴰⵇ.