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设某生物量 y 与时间 t 的关系可由非线性回归模型 y = α·e^(βt) 描述。已知通过变换后用最小二乘法估计得 β 的估计值为 0.7,且当 t = 0 时模型预测 y = 2.5(单位:kg)。请写出该非线性回归模型的一般形式,并求 t = 4(单位:年)时的模型预测值(结果保留两位小数)。
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设响应变量 y 已中心化,三个自变量 x₁,x₂,x₃ 互不相关(正交设计),且各自标准化。记 zⱼ = xⱼᵀy(j=1,2,3),已知 z₁=4,z₂=−2.5,z₃=1。考虑 Lasso 问题:min_β (1/2)∑ᵢ(yᵢ−∑ⱼxᵢⱼβⱼ)² + 1.5∑ⱼ|βⱼ|。求 Lasso 估计 β̂₁、β̂₂、β̂₃,并指出哪些变量被选入模型。
设线性回归模型 y = β₁x₁ + β₂x₂ + β₃x₃ + ε,数据经标准化后,某次Lasso拟合在给定参数 λ 时,其系数估计为:Lasso惩罚下各系数的收缩量为 |β̂ⱼ| = max(|βⱼ^(OLS)| − λ, 0)。已知三个普通最小二乘估计为 β₁^(OLS) = 6,β₂^(OLS) = −2,β₃^(OLS) = 0.8,取 λ = 1.5。请分别计算 Lasso 估计 β̂₁、β̂₂、β̂₃,并指出哪些变量被 Lasso 从模型中剔除(即压缩为 0)。
在一项含 n=10 个观测的回归问题中,考虑两个候选模型:模型一含 p=2 个参数,残差平方和 RSS/n=7.3891,故 ln(RSS/n)=2.000;模型二含 p=3 个参数,RSS/n=8.1662,故 ln(RSS/n)=2.100。已知选择准则为 AIC = n·ln(RSS/n) + 2p,BIC = n·ln(RSS/n) + p·ln(n),其中 ln(10)≈2.3026。请分别计算两个模型的 AIC 与 BIC(结果保留两位小数),并指出按 AIC 与按 BIC 各应选择哪个模型。
在某地区居民消费支出的回归研究中,以月消费支出(元)为因变量,纳入收入、家庭人口数、住房面积三个解释变量。为诊断多重共线性,对解释变量 x₁(收入)与其余解释变量作辅助回归,得可决系数 R₁²=0.96;对 x₂(家庭人口数)得 R₂²=0.75;对 x₃(住房面积)得 R₃²=0.5。请计算三个解释变量各自的方差膨胀因子 VIF 和容忍度 Tolerance,并依据经验法则(VIF>10 视为存在严重多重共线性)判断哪些变量存在严重的多重共线性,同时说明严重多重共线性对最小二乘估计的一个主要危害。
在某回归诊断问题中,基于 n=20 个观测拟合含 p=2 个回归参数(含截距)的线性模型。已知第 12 个观测点的普通残差 e₁₂=1.5,误差方差的估计 s²=2,杠杆值 h₁₂₁₂=0.5。请先计算该点的学生化残差 r₁₂ = e₁₂ / (s·√(1−h₁₂₁₂)),再利用公式 D₁₂ = (r₁₂²/p) × [h₁₂₁₂/(1−h₁₂₁₂)²] 计算库克距离,并依据经验准则(D>1 判为强影响点)判断该点是否为强影响点。
在某多元线性回归诊断中,误差自由度对应模型的参数个数为 p=2,第 i 个观测点的学生化残差为 rᵢ=√6,杠杆值 hᵢᵢ=0.4。已知库克距离的计算公式为 Dᵢ=(rᵢ²/p)·hᵢᵢ/(1−hᵢᵢ),且判定准则为:当 Dᵢ>1 时该点被认定为强影响点。请计算该点的库克距离 Dᵢ,并据此判断第 i 个观测点是否为强影响点。
在研究某种化工产品的产率 y 关于反应温度 x₁ 与催化剂用量 x₂ 的二元线性回归中,基于 n=24 组观测数据拟合回归方程,得到各样本点的标准化残差(部分列出):第 3 个样本点 e₃*=0.12,第 7 个样本点 e₇*=−0.25,第 15 个样本点 e₁₅*=0.21,第 19 个样本点 e₁₉*=−3.10。若以 |e*|>2 作为判定标准,请回答:(1)上述列出标准化残差的样本点中,哪些可判定为异常点?(2)以反应温度 x₁ 为横轴、标准化残差 e* 为纵轴作残差图,若残差随 x₁ 增大呈现明显的喇叭形(扩散趋势),说明模型的哪项基本假定可能不成立?
在某商场销售额 y(万元)关于广告投入 x(万元)的一元线性回归中,由 9 组观测数据算得:回归系数的估计值 b₁ = 1.5,残差平方和 SSE = 40,自变量离差平方和 Sxx = ∑(xᵢ - x̄)² = 20。假设误差服从正态分布,取显著性水平 α = 0.05,已知 t₀.₀₂₅(7) = 2.365。试求回归系数 β₁ 的置信度为 95% 的置信区间。
某研究建立居民人均月食品支出 y(元)与月收入 x₁(百元)、家庭人数 x₂(人)之间的线性回归模型:y = β₀ + β₁x₁ + β₂x₂ + ε,其中 E(ε | x₁, x₂) = 0。经估计得 β₀ = 180,β₁ = 55,β₂ = 120。某家庭月收入为 60 百元,家庭人数为 4 人。请写出该模型的一般形式中 y 的条件期望表达式 E(y | x₁, x₂),并计算该家庭的月食品支出期望值。
设一元线性回归模型 y = β₀ + β₁x + ε,其中 ε 服从均值为 0 的随机误差项。现有三个判断:甲:给定 x 的值后,y 仍有多个可能的取值,说明 y 与 x 之间是统计相关关系而非函数关系;乙:回归方程 ŷ = b₀ + b₁x 所刻画的是自变量 x 与因变量的条件期望 E(y|x) 之间的数量关系,b₁ 称为回归系数;丙:随机误差项 ε 反映了除 x 以外的随机因素及观测误差对 y 的影响。请指出:以上三个判断中正确的有几个?并写出正确的判断编号。
在下列涉及回归分析研究内容的表述中,指出其正误并简述理由:(1)回归分析所研究的是自变量与因变量之间的确定性函数关系;(2)回归分析通过回归方程刻画因变量 y 关于自变量 x 的平均变化关系;(3)在回归模型中,随机误差项 ε 表示自变量 x 对 y 的影响;(4)回归分析的研究内容主要包含模型设定、参数估计与假设检验等环节。
设总体 X 的一组样本观测值为 1.5, 2.2, 5.6, 2.2, 7.1, 9.0(n=6),其经验分布函数记为 F₆(x),则 F₆(7.1)−F₆(2.2) 等于多少?
在含 20 个观测的回归问题中,对两个候选模型分别计算 AIC 与 BIC(准则形式:AIC = n·ln(RSS/n) + 2p,BIC = n·ln(RSS/n) + p·ln n,其中 p 为模型参数个数)。已知模型 A 的残差平方和 RSS_A = 60,参数个数 p_A = 2;模型 B 的 RSS_B = 58,参数个数 p_B = 3。取 ln 3 ≈ 1.10,ln 2.9 ≈ 1.06,ln 20 ≈ 3.00,结果保留一位小数。(1)计算两模型的 AIC 与 BIC;(2)分别依据 AIC 与 BIC 判断应选择哪个模型。
在回归诊断中,通常以学生化残差 r_i = e_i / s(e_i) 作为异常值的判定统计量,常用准则为:当 |r_i| > 3 时判定该观测为异常值。已知某回归模型中第 7 个观测的残差 e₇ = 1.26,其标准差 s(e₇) = 0.42。请计算第 7 个观测的学生化残差 r₇,并依据上述准则判断该观测是否为异常值。
设随机变量序列 X₁, X₂, … 相互独立且服从同一分布,已知 E(Xᵢ)=7,D(Xᵢ)=5(i=1,2,…),记前 n 项的算术平均为 X̄ₙ=(1/n)∑Xᵢ。试用切比雪夫不等式估计 P(|X̄ₙ−7|≥0.5) 的上界,并说明当 n→∞ 时该概率的极限,从而指出 X̄ₙ 依概率收敛于哪个值。
设从某总体中抽取两组独立样本。第一组容量 n₁=5,观测值为 4, 6, 8, 10, 12;第二组容量 n₂=4,观测值为 3, 6, 9, 10。求:(1) 两组样本各自的样本均值 X̄₁、X̄₂ 与样本方差 S₁²、S₂²(按 S² = (1/(n−1))∑(xᵢ−X̄)² 计算);(2) 将两组偏差平方和合并,以 n₁+n₂−2 为自由度求合并样本方差 S_p² = (∑(xᵢ−X̄₁)² + ∑(yⱼ−X̄₂)²)/(n₁+n₂−2)。
设 X₁, X₂, …, X₁₀ 是来自正态总体 N(μ, σ²) 的简单随机样本(σ 未知),X̄ 为样本均值,S² 为样本方差(S² = (1/9)∑(Xᵢ−X̄)²)。记统计量 T = √9·(X̄−μ)/S = 3(X̄−μ)/S。求 T 服从的分布(写出自由度)。
设连续型随机变量 X 在区间 (0,2) 上服从均匀分布,记 μₖ=E(Xᵏ)(k=1,2,4)为 X 的 k 阶原点矩,并令 Y=X³。(1) 求 μ₁、μ₂、μ₄;(2) 求二维随机变量 (X,Y) 的协方差矩阵。
设连续型随机变量 X 的概率密度为 f(x)=c·x·e^(-2x)(x≥0),f(x)=0(x<0),其中 c 为常数。求:(1) 常数 c 的值;(2) E(X)。