Çoklu Doğrusal Regresyon Analizi

126 soru

Soru 81Soru

Bir turizm işletmecisi, 26 otelden elde ettiği verilerle günlük otel doluluk oranını (YY); oda fiyatı (X1X_1) ve personelin ortalama hizmet yılı (X2X_2) bağımsız değişkenleri ile açıklayan bir çoklu doğrusal regresyon modeli kurmuştur. Model tahmini sonucunda elde edilen katsayılar ve standart hatalar aşağıdaki tabloda verilmiştir:

DeğişkenKatsayı (β^\hat{\beta})Standart Hata (se(β^)se(\hat{\beta}))
Sabit15,203,40
Oda Fiyatı (X1X_1)-0,800,20
Hizmet Yılı (X2X_2)0,450,15

Buna göre, oda fiyatı (X1X_1) değişkeninin modeldeki anlamlılığını test etmek amacıyla hesaplanan tt istatistiği değeri ve bu test için kullanılması gereken serbestlik derecesi (sdsd) aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: t=4,00t = -4,00 ve sd=23sd = 23

Cevap

tt istatistiği 4,00-4,00 ve serbestlik derecesi 2323 olan seçenek doğrudur.
Doğru cevapta tt istatistiği katsayının standart hataya bölünmesiyle 4,00-4,00 olarak, serbestlik derecesi ise örneklem büyüklüğünden parametre sayısının çıkarılmasıyla (26 - 3 = 23) doğru bir şekilde hesaplanmıştır.

Adım Adım Çözüm

1
Oda fiyatı değişkeni için tt istatistiğini hesaplayın.
t=β^1se(β^1)=0,800,20=4,00t = \frac{\hat{\beta}_1}{se(\hat{\beta}_1)} = \frac{-0,80}{0,20} = -4,00
Bireysel anlamlılık testinde tt değeri, katsayı tahmininin kendi standart hatasına bölünmesiyle elde edilir.
2
Test için gerekli serbestlik derecesini (sdsd) belirleyin.
sd=nk1=2621=23sd = n - k - 1 = 26 - 2 - 1 = 23
Çoklu regresyonda tt testi için serbestlik derecesi, gözlem sayısından (nn) bağımsız değişken sayısı (kk) ve sabit terim (1) çıkarılarak bulunur.

Anahtar Kavram

Bireysel Parametrelerin Anlamlılık Testi (t Testi)

Alternatif Yöntem

Eğer modelde sadece katsayı ve tt değeri verilseydi, standart hatayı bulmak için katsayıyı tt değerine bölerek sağlamasını yapabilirdiniz.
Tahmini Süre:45s
Soru 82Soru

Regresyon analizinde, çoklu doğrusal bir modelde yer alan tüm katsayıların (sabit terim ve eğim katsayıları) En Küçük Kareler (EKK) yöntemiyle benzersiz bir şekilde tahmin edilebilmesi için veri setindeki gözlem sayısı ile ilgili aşağıdaki koşullardan hangisinin sağlanması zorunludur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Gözlem sayısı, modelde tahmin edilecek toplam katsayı sayısından fazla olmalıdır.

Cevap

Modelin tahmin edilebilirliği için gözlem sayısı, tahmin edilecek toplam katsayı (parametre) sayısından fazla olmalıdır.
Çoklu doğrusal regresyon analizinde, modelin çözülebilmesi ve Gauss-Markov varsayımları çerçevesinde hata terimlerinin varyansının tahmin edilebilmesi için gözlem sayısının (nn), modeldeki toplam parametre sayısından (sabit terim dahil) daha fazla olması gerekir. Bu durum matematiksel olarak XXX'X matrisinin tersinin alınabilmesi (tam rank koşulu) için bir ön şarttır.

Adım Adım Çözüm

1
Çoklu regresyon modelindeki parametre yapısını belirleyin.
Modelde kk adet bağımsız değişken ve 1 adet sabit terim (β0\beta_0) olmak üzere toplam k+1k+1 adet parametre bulunmaktadır.
Her bir katsayı veri setinden tahmin edilmesi gereken bir bilinmeyendir.
2
Serbestlik derecesi (df) kavramını uygulayın.
df=n(k+1)df = n - (k+1)
İstatistiksel çıkarım yapabilmek ve hata varyansını (σ2\sigma^2) hesaplayabilmek için serbestlik derecesinin pozitif (df>0df > 0) olması gerekir.
3
Gözlem sayısı ile parametre sayısı arasındaki kısıtı karşılaştırın.
n>k+1n > k+1 (Gözlem sayısı > Parametre sayısı)
Eğer n<k+1n < k+1 olursa parametreler için sonsuz sayıda çözüm oluşur ve tek bir EKK tahmini elde edilemez.

Anahtar Kavram

Çoklu Doğrusal Regresyonda Gözlem Sayısı Koşulu (n > k)
Soru 83Soru

Bir ekonomik araştırmada, bir bölgedeki sanayi üretimi (YY), elektrik tüketimi (X1X_1) ve yıllık ortalama hava sıcaklığı (X2X_2) arasındaki basit korelasyon katsayıları şu şekilde hesaplanmıştır:

* ryx1=0,60r_{yx_1} = 0,60
* ryx2=0,80r_{yx_2} = 0,80
* rx1x2=0,00r_{x_1x_2} = 0,00

Buna göre, hava sıcaklığı değişkeninin (X2X_2) etkisi arındırıldıktan sonra sanayi üretimi (YY) ile elektrik tüketimi (X1X_1) arasındaki kısmi korelasyon katsayısı (ryx1.x2r_{yx_1.x_2}) kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 1,00

Cevap

Hava sıcaklığı kontrol altına alındığında sanayi üretimi ile elektrik tüketimi arasındaki kısmi korelasyon katsayısı 1,00'dir.
Verilen değerler kısmi korelasyon formülünde yerine konulduğunda, pay kısmında 0,600,60 ve payda kısmında 0,36=0,60\sqrt{0,36} = 0,60 değeri elde edilir. Bu iki değerin birbirine oranı tam korelasyonu (1,00) ifade eder. Bu durum, X2X_2 değişkeni modelden çıkarıldığında X1X_1 değişkeninin YY'deki kalan varyansın tamamını açıkladığını gösterir.

Adım Adım Çözüm

1
Kısmi korelasyon formülünü belirle.
ryx1.x2=ryx1ryx2rx1x2(1ryx22)(1rx1x22)r_{yx_1.x_2} = \frac{r_{yx_1} - r_{yx_2}r_{x_1x_2}}{\sqrt{(1-r_{yx_2}^2)(1-r_{x_1x_2}^2)}}
Üç değişkenli bir modelde bir değişkenin etkisi dışlandığında iki değişken arasındaki ilişkiyi ölçmek için bu formül kullanılır.
2
Verilen değerleri formülde yerine koy.
ryx1.x2=0,60(0,80×0,00)(10,802)(10,002)r_{yx_1.x_2} = \frac{0,60 - (0,80 \times 0,00)}{\sqrt{(1-0,80^2)(1-0,00^2)}}
Sayısal hesaplama için parametrelerin yerleştirilmesi gerekir.
3
Pay ve payda işlemlerini gerçekleştir.
Pay: 0,600,60; Payda: (10,64)×1=0,36=0,60\sqrt{(1-0,64) \times 1} = \sqrt{0,36} = 0,60
Formülün sonucuna ulaşmak için aritmetik işlemler tamamlanır.
4
Sonucu hesapla.
0,600,60=1,00\frac{0,60}{0,60} = 1,00
Payın paydaya oranı nihai katsayıyı verir.

Anahtar Kavram

Kısmi korelasyon, bir veya daha fazla değişkenin doğrusal etkisi arındırıldıktan sonra iki değişken arasındaki ilişkinin net gücünü ölçer.
Tahmini Süre:45s
Soru 84Soru

Bir maliye uzmanı, 25 farklı yerel yönetimin vergi gelirlerini (YY) etkileyen faktörleri incelemek amacıyla; mükellef sayısı (X1X_1) ve bölgedeki ortalama gelir düzeyi (X2X_2) değişkenlerini kullanarak bir çoklu doğrusal regresyon modeli tahmin etmiştir. Elde edilen analiz sonuçlarına göre mükellef sayısı değişkenine ait kısmi regresyon katsayısı β^1=4,5\hat{\beta}_1 = 4,5 ve bu katsayının standart hatası se(β^1)=1,5se(\hat{\beta}_1) = 1,5 olarak hesaplanmıştır.

Buna göre, mükellef sayısı değişkeninin modeldeki bireysel anlamlılığını test etmek için hesaplanması gereken tt istatistiği değeri ve bu testin serbestlik derecesi (sdsd) aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: thesap=3,00t_{hesap} = 3,00 ve sd=22sd = 22

Cevap

Hesaplanan t değeri 3,00 ve serbestlik derecesi 22'dir.
Doğru cevapta belirtilen değerler, t istatistiği formülü olan β/se(β)\beta / se(\beta) işleminin sonucunu (3,003,00) ve çoklu regresyon için geçerli olan nk1n-k-1 serbestlik derecesi kuralını (2521=2225-2-1=22) tam olarak karşılamaktadır.

Adım Adım Çözüm

1
t hesap istatistiğinin hesaplanması
thesap=β^1se(β^1)=4,51,5=3,00t_{hesap} = \frac{\hat{\beta}_1}{se(\hat{\beta}_1)} = \frac{4,5}{1,5} = 3,00
Bireysel anlamlılık testinde test istatistiği, tahmin edilen katsayının kendi standart hatasına bölünmesiyle elde edilir.
2
Serbestlik derecesinin (sd) belirlenmesi
sd=nk1=2521=22sd = n - k - 1 = 25 - 2 - 1 = 22
Çoklu doğrusal regresyon analizinde t-testi için serbestlik derecesi; gözlem sayısından (nn), bağımsız değişken sayısı (kk) ve sabit terimin çıkarılmasıyla bulunur.

Anahtar Kavram

Çoklu regresyonda bireysel parametrelerin anlamlılığı t-testi ile ölçülür ve serbestlik derecesi modeldeki toplam parametre sayısına (sabit dahil) bağlıdır.
Soru 85Soru

Bir araştırmacı, kamu sektöründe çalışan bireylerin aylık gelirleri (YY), eğitim süreleri (X1X_1) ve iş tecrübeleri (X2X_2) arasındaki doğrusal ilişkileri incelemektedir. Değişkenler arasındaki basit korelasyon katsayıları aşağıdaki tabloda verilmiştir:

DeğişkenlerKorelasyon Katsayısı
Gelir ve Eğitim (ry1r_{y1})0680{}68
Gelir ve Tecrübe (ry2r_{y2})0600{}60
Eğitim ve Tecrübe (r12r_{12})0600{}60

Buna göre, iş tecrübesinin (X2X_2) etkisi kontrol altına alındığında (sabit tutulduğunda) gelir (YY) ile eğitim (X1X_1) arasındaki kısmi korelasyon katsayısı (ry1.2r_{y1.2}) kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0500{}50

Cevap

İş tecrübesinin etkisi sabit tutulduğunda gelir ile eğitim arasındaki kısmi korelasyon katsayısı 0500{}50 olarak hesaplanır.
Kısmi korelasyon hesaplanırken ry1.2r_{y1.2} formülünde pay kısmında gelir-eğitim ilişkisinden tecrübenin ortak etkisi (068036=0320{}68 - 0{}36 = 0{}32) çıkarılır. Payda kısmında ise tecrübe ile ilişkili olmayan varyansların karekökü (%64\%64 oranlarının karekökü) kullanılır. Sonuçta elde edilen 0500{}50 değeri, tecrübe faktörü dışlandığında gelir ile eğitim arasındaki gerçek ilişki gücünü gösterir.

Adım Adım Çözüm

1
Kısmi korelasyon formülünü yazma
ry1.2=ry1ry2r12(1ry22)(1r122)r_{y1.2} = \frac{r_{y1} - r_{y2}r_{12}}{\sqrt{(1-r_{y2}^2)(1-r_{12}^2)}}
Üçüncü bir değişkenin etkisi sabitlendiğinde iki değişken arasındaki net ilişkiyi bulmak için bu formül kullanılır.
2
Verilen değerleri pay kısmında yerine koyma
068(060×060)=068036=0320{}68 - (0{}60 \times 0{}60) = 0{}68 - 0{}36 = 0{}32
Pay kısmı, değişkenler arasındaki ortak varyansın kontrol değişkeniyle olan kısmını çıkarır.
3
Payda kısmını hesaplama
(10602)(10602)=064×064=064\sqrt{(1 - 0{}60^2)(1 - 0{}60^2)} = \sqrt{0{}64 \times 0{}64} = 0{}64
Payda kısmı, kontrol edilen değişkenin etkisinden arındırılmış kalan varyansların geometrik ortalamasını temsil eder.
4
Sonucu bulma
032/064=0500{}32 / 0{}64 = 0{}50
Payın paydaya bölünmesiyle standartlaştırılmış kısmi korelasyon katsayısına ulaşılır.

Anahtar Kavram

Kısmi korelasyon, bir veya daha fazla kontrol değişkeninin etkisi her iki değişken üzerinden de matematiksel olarak arındırıldıktan sonra kalan net ilişkiyi ölçer.

Daha Fazla Pratik

Çoklu korelasyon katsayısı (RR) ile kısmi korelasyon arasındaki farkı ve R2R^2 artışının kısmi korelasyonla ilişkisini inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:45s
Soru 86Soru

Sabit terimli bir çoklu doğrusal regresyon modelinde nn adet gözlem ve (sabit terim hariç) kk adet bağımsız değişken bulunmaktadır. Modelin matrisel gösterimi Y=Xβ+εY = X\beta + \varepsilon şeklinde ifade edildiğine göre, β\beta parametre vektörünün boyutu aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: (k+1)×1(k+1) \times 1

Cevap

Çoklu doğrusal regresyon modelinde parametre vektörünün boyutu, k bağımsız değişken ve 1 sabit terim olmak üzere toplam k+1 satırdan oluşan bir sütun vektörü, yani (k+1)×1(k+1) \times 1 şeklindedir.
Çoklu doğrusal regresyon modelinde katsayılar vektörü β\beta, modeldeki tüm bilinmeyen parametreleri içerir. Sabit terimli bir modelde, kk adet bağımsız değişkene karşılık gelen eğim katsayılarının yanı sıra bir adet de sabit terim katsayısı (β0\beta_0) bulunur. Bu nedenle vektörde toplam k+1k+1 adet eleman yer alır. Matrisel çarpım kuralına göre Y=XβY = X\beta işleminde β\beta bir sütun vektörü olmalıdır; dolayısıyla boyutu (k+1)×1(k+1) \times 1 olur.

Adım Adım Çözüm

1
Modeldeki toplam parametre sayısını belirleyin.
Parametre sayısı p=k+1p = k + 1 (sabit terim dahil).
Regresyon modelinde her bağımsız değişken için bir eğim katsayısı ve ek olarak bir sabit terim katsayısı bulunur.
2
Parametre vektörünün yapısını analiz edin.
β=[β0,β1,,βk]\beta = [\beta_0, \beta_1, \dots, \beta_k]' şeklinde bir sütun vektörü.
Matris gösteriminde katsayılar, bağımsız değişkenler matrisi X ile çarpılabilmesi için uygun boyutta bir sütun vektörü olarak tanımlanır.
3
Boyutları matris kurallarına göre ifade edin.
(k+1)(k+1) satır ve 11 sütun.
Vektörler tek sütunlu matrisler olarak düşünüldüğünde, eleman sayısı satır sayısını verir.

Anahtar Kavram

Regresyon Modelinin Matrisel Bileşenleri

Daha Fazla Pratik

X matrisinin sütunları ile beta vektörünün satırları arasındaki uyumu kontrol ederek matris çarpım kuralını hatırlayabilirsiniz.
Tahmini Süre:45s
Soru 87Soru

Bir büyükşehir belediyesi, toplu taşıma hatlarındaki günlük yolcu sayısını (YY); hattın uzunluğu (X1X_1) ve durak sayısı (X2X_2) olmak üzere iki bağımsız değişkenle açıklayan bir çoklu doğrusal regresyon modeli kurmuştur. 2626 farklı hat için yapılan analiz sonucunda Regresyon Kareler Toplamı (RKTRKT) 200200 ve Hata Kareler Toplamı (HKTHKT) 230230 olarak hesaplanmıştır.

Buna göre, modelin genel anlamlılığının test edilmesi için kullanılan FF istatistiğinin değeri kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 10

Cevap

Modelin genel anlamlılık testi için hesaplanan FF istatistiğinin değeri 10'dur.
Verilen modelde n=26n=26 gözlem ve k=2k=2 bağımsız değişken bulunmaktadır. Regresyonun serbestlik derecesi k=2k=2, hatanın serbestlik derecesi ise nk1=2621=23n-k-1 = 26-2-1=23 olarak bulunur. Regresyon Kareler Ortalaması 200/2=100200/2=100, Hata Kareler Ortalaması ise 230/23=10230/23=10 değerini alır. Bu iki değerin birbirine oranı olan 100/10=10100/10=10 değeri ise modelin genel anlamlılığını test eden F istatistiğidir.

Adım Adım Çözüm

1
Serbestlik derecelerini belirleyin.
sdregresyon=k=2sd_{regresyon} = k = 2 ve sdhata=nk1=2621=23sd_{hata} = n - k - 1 = 26 - 2 - 1 = 23.
ANOVA tablosunda kareler ortalamalarını bulmak için serbestlik derecelerine ihtiyaç duyulur.
2
Regresyon Kareler Ortalamasını (RKORKO) ve Hata Kareler Ortalamasını (HKOHKO) hesaplayın.
RKO=200/2=100RKO = 200 / 2 = 100 ve HKO=230/23=10HKO = 230 / 23 = 10.
F istatistiği, modelce açıklanan varyansın açıklanamayan varyansa oranını temsil eder.
3
F istatistiğini hesaplayın.
F=RKO/HKO=100/10=10F = RKO / HKO = 100 / 10 = 10.
Hesaplanan F değeri, modelin genel olarak anlamlı olup olmadığını test etmek için tablo değeri ile karşılaştırılacak olan test istatistiğidir.

Anahtar Kavram

ANOVA Tablosu ve F Testi İstatistiği
Tahmini Süre:45s
Soru 88Soru

Bir ziraat mühendisi; buğday verimi (YY), kullanılan gübre miktarı (X1X_1) ve yıllık yağış miktarı (X2X_2) arasındaki ilişkileri incelemektedir. Mühendis, yağış miktarının (X2X_2) verim üzerindeki doğrusal etkisini istatistiksel olarak kontrol altında tutarak (sabit varsayarak), sadece gübre miktarının (X1X_1) verim (YY) üzerindeki saf etkisini ölçmek istemektedir.

Buna göre, ziraat mühendisinin bu amaçla hesaplaması gereken istatistiksel ölçüt aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Kısmi korelasyon katsayısı

Cevap

Ziraat mühendisinin hesaplaması gereken ölçüt kısmi korelasyon katsayısıdır.
Kısmi korelasyon katsayısı, bir veya daha fazla bağımsız değişkenin etkisi sabit tutulduğunda (kontrol altına alındığında), bağımlı değişken ile belirli bir bağımsız değişken arasındaki ilişkinin derecesini ve yönünü belirlemek için kullanılır. Senaryoda mühendisin yağış miktarını sabit tutarak gübre miktarının verim üzerindeki saf etkisini bulmak istemesi tam olarak bu katsayının tanımıyla örtüşmektedir.

Adım Adım Çözüm

1
Araştırma amacını analiz etmek.
Yağış miktarının (X2X_2) etkisi sabit tutulmak istenmektedir.
Soruda bir değişkenin etkisinden arındırılmış bir ilişki ölçümü talep edilmektedir.
2
İstatistiksel tanımı uygulamak.
Diğer değişkenler kontrol altındayken iki değişken arasındaki ilişkiyi ölçen katsayı kısmi korelasyondur (ryx1.x2r_{yx_1.x_2}).
Kısmi korelasyonun temel işlevi, değişkenler arasındaki doğrusal etkileşimi ayrıştırmaktır.

Anahtar Kavram

Kısmi korelasyon, bir değişkenin diğerleri üzerindeki doğrusal etkisini matematiksel olarak dışlayarak 'saf' ilişkiyi ölçer.
Tahmini Süre:45s
Soru 89Soru

Bir firmanın yıllık satış geliri (YY) üzerinde, reklam harcamaları (X1X_1) ve mağaza sayısı (X2X_2) değişkenlerinin etkisini belirlemek amacıyla n=25n = 25 gözlem kullanılarak bir çoklu doğrusal regresyon analizi yapılmıştır. Analiz sonucunda reklam harcamalarına ait katsayı β^1=4,50\hat{\beta}_1 = 4,50 ve bu katsayının standart hatası se(β^1)=0,50se(\hat{\beta}_1) = 0,50 olarak hesaplanmıştır.

%95\%95 güven düzeyinde (t0,025;22=2,074t_{0,025; 22} = 2,074) reklam harcamaları katsayısı (β1\beta_1) için oluşturulacak güven aralığı aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: [3,463;5,537][3,463; 5,537] outdoor

Cevap

Reklam harcamaları katsayısı (β1\beta_1) için %95 güven aralığı [3,463;5,537][3,463; 5,537] olarak hesaplanır.
Verilen değerler ışığında güven aralığı 4,50±(2,074×0,50)4,50 \pm (2,074 \times 0,50) işlemiyle hesaplanır. Bu işlem sonucunda elde edilen 4,50±1,0374,50 \pm 1,037 değeri bizi [3,463;5,537][3,463; 5,537] aralığına götürür.

Adım Adım Çözüm

1
Güven aralığı formülünü belirleyin.
Güven Aralığı =β^1±tα/2;nkse(β^1)= \hat{\beta}_1 \pm t_{\alpha/2; n-k} \cdot se(\hat{\beta}_1)
Çoklu doğrusal regresyon katsayıları için güven aralığı, tahmin edilen katsayıya hata payının eklenip çıkarılmasıyla bulunur.
2
Gerekli değerleri formülde yerine koyun.
4,50±(2,074×0,50)4,50 \pm (2,074 \times 0,50)
Soruda verilen β^1=4,50\hat{\beta}_1 = 4,50, se(β^1)=0,50se(\hat{\beta}_1) = 0,50 ve tkritik=2,074t_{kritik} = 2,074 değerleri kullanılır.
3
Hata payını (margin of error) hesaplayın.
2,074×0,50=1,0372,074 \times 0,50 = 1,037
Kritik tt değeri ile standart hatanın çarpımı güven aralığının genişliğini belirleyen hata payını verir.
4
Alt ve üst sınırları hesaplayın.
Alt Sınır: 4,501,037=3,4634,50 - 1,037 = 3,463; Üst Sınır: 4,50+1,037=5,5374,50 + 1,037 = 5,537
Tahmin edilen katsayıdan hata payı çıkarılarak alt sınır, eklenerek üst sınır elde edilir.

Anahtar Kavram

Regresyon katsayıları için güven aralığı hesabı, serbestlik derecesi (nkn-k) dikkate alınarak tt-dağılımı yardımıyla gerçekleştirilir.
Tahmini Süre:45s
Soru 90Soru

Bir tarım ekonomisti, belirli bir tarım havzasındaki buğday rekoltesini (YY, ton/hektar) tahmin etmek amacıyla, dekar başına kullanılan gübre miktarını (X1X_1, kg) ve büyüme sezonunda düşen yağış miktarını (X2X_2, mm) açıklayıcı değişkenler olarak ele alıp bir çoklu doğrusal regresyon modeli kurmuştur. En küçük kareler (EKK) yöntemiyle tahmin edilen denklem aşağıda verilmiştir:

Y^=2.40+0.15X1+0.08X2\hat{Y} = 2.40 + 0.15 X_1 + 0.08 X_2

Buna göre, tahmin edilen bu modeldeki 0.150.15 katsayısının doğru istatistiksel yorumu aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Büyüme sezonunda düşen yağış miktarı sabit tutulduğunda, dekar başına kullanılan gübre miktarındaki 1 kg'lık artışın, beklenen buğday rekoltesini ortalama 0.150.15 ton/hektar artırması.

Cevap

Doğru yorum, 'Büyüme sezonunda düşen yağış miktarı sabit tutulduğunda, dekar başına kullanılan gübre miktarındaki 1 kg'lık artışın, beklenen buğday rekoltesini ortalama 0.150.15 ton/hektar artırması.' şeklindedir.
Çoklu doğrusal regresyon modellerinde bir bağımsız değişkenin eğim katsayısı (kısmi regresyon katsayısı), modeldeki diğer bağımsız değişkenler sabit tutulduğunda (ceteris paribus), o değişkendeki 1 birimlik artışın bağımlı değişkenin beklenen değerinde (ortalamasında) yaratacağı değişimi ifade eder. Bu nedenle β^1=0.15\hat{\beta}_1 = 0.15 katsayısı, yağış miktarı sabitken gübre miktarındaki 1 kg'lık artışın buğday rekoltesini ortalama 0.150.15 ton/hektar artıracağını gösterir.

Adım Adım Çözüm

1
Çoklu doğrusal regresyon modelinde incelenecek katsayının hangi değişkene ait olduğunu belirle.
0.150.15 katsayısı, X1X_1 (gübre miktarı) değişkeninin eğim katsayısıdır (β^1\hat{\beta}_1).
Yorum yapılacak parametrenin bağımlı değişken üzerindeki spesifik etkisini tanımlamak için.
2
Çoklu regresyon modelindeki 'kısmi' katsayı mantığını (ceteris paribus) uygula.
Yoruma mutlaka 'diğer bağımsız değişkenler (bu modelde X2X_2 - yağış miktarı) sabit tutulduğunda' veya 'sabitken' ifadesi eklenmelidir.
Basit regresyondan farklı olarak, çoklu regresyonda bir katsayı yalnızca diğer değişkenlerin etkisi arındırıldığında o değişkenin net etkisini gösterir.
3
Katsayının birimsel etkisini bağımsız ve bağımlı değişkenlerin ölçü birimlerini kullanarak ifade et.
X1X_1'deki (gübre) 1 birimlik (kg) artışın, Y^\hat{Y} (rekolte) üzerinde ortalama 0.150.15 birimlik (ton/hektar) artış yaratacağı sonucuna varılır.
Doğrusal (lineer-lineer) modellerde katsayılar oransal veya yüzdesel değil, doğrudan kendi orijinal ölçü birimleri cinsinden marjinal değişimi yansıtır.

Anahtar Kavram

Kısmi Regresyon Katsayılarının Yorumlanması (Ceteris Paribus)
Soru 91Soru

Bir enerji uzmanı, 3030 farklı sanayi tesisinin aylık elektrik tüketim miktarını (YY); üretim hacmi (X1X_1), tesisin yaşı (X2X_2) ve çalışan sayısı (X3X_3) değişkenleriyle açıklamak için çoklu doğrusal regresyon modeli tahmin etmiştir.

Model sonucunda 'tesisin yaşı' değişkenine ait kısmi eğim katsayısı β^2=2,40\hat{\beta}_2 = -2,40 ve bu katsayının standart hatası Sβ^2=0,80S_{\hat{\beta}_2} = 0,80 olarak hesaplanmıştır.

Diğer bağımsız değişkenler sabitken, tesisin yaşının elektrik tüketimi üzerindeki etkisinin istatistiksel olarak anlamlı olup olmadığını test etmek için hesaplanması gereken test istatistiği değeri ve bu istatistiğin karşılaştırılacağı tablo değerinin serbestlik derecesi (sd) aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: thesap=3,00t_{hesap} = -3,00 ve sd=26sd = 26

Cevap

Hesaplanması gereken test istatistiği değeri thesap=3,00t_{hesap} = -3,00 ve karşılaştırılacak tablo değerinin serbestlik derecesi sd=26sd = 26 olmalıdır.
Çoklu doğrusal regresyon analizinde bir bağımsız değişkenin modele yaptığı bireysel katkının anlamlılığı t-testi ile ölçülür. Test istatistiği, tahmin edilen katsayının standart hatasına oranlanmasıyla (thesap=2,40/0,80=3,00t_{hesap} = -2,40 / 0,80 = -3,00) elde edilir. Bu istatistiğin anlamlılık kontrolünde kullanılacak kritik tablo değerinin serbestlik derecesi nk1n - k - 1 formülü ile hesaplanır. Modelde n=30n=30 gözlem ve k=3k=3 bağımsız değişken bulunduğu için serbestlik derecesi 3031=2630 - 3 - 1 = 26 olarak hesaplanmalıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Bireysel parametrenin anlamlılık testinde kullanılacak istatistiği belirleme
Bireysel parametrelerin istatistiksel anlamlılığı t-testi kullanılarak sınanır.
Çoklu doğrusal regresyon modellerinde tek bir bağımsız değişkenin (diğerleri sabitken) bağımlı değişken üzerindeki kısmi etkisinin anlamlı olup olmadığını test etmek için t-testi uygulanır.
2
Test istatistiği değerini hesaplama
t=β^2Sβ^2=2,400,80=3,00t = \frac{\hat{\beta}_2}{S_{\hat{\beta}_2}} = \frac{-2,40}{0,80} = -3,00
Hesaplanan t istatistiği, tahmin edilen eğim katsayısının kendi standart hatasına bölünmesiyle elde edilir.
3
Serbestlik derecesini (sd) hesaplama
nk1=3031=26n - k - 1 = 30 - 3 - 1 = 26
Çoklu regresyonda t-testi için serbestlik derecesi, toplam gözlem sayısından (nn) modelde tahmin edilen parametre sayısının (kk adet bağımsız değişken katsayısı + 11 adet sabit terim) çıkarılmasıyla bulunur.

Anahtar Kavram

Çoklu Doğrusal Regresyonda Bireysel Parametrelerin Anlamlılık Testi (t-testi)
Tahmini Süre:1m 15s
Soru 92Soru

Bir kamu kurumu uzmanı, 26 kalkınma bölgesine ait veriler (n=26n = 26) kullanarak bölgesel işsizlik oranını etkileyen faktörleri incelemektedir. Uzmanın tahmin ettiği birinci çoklu doğrusal regresyon modelinde (Model I) 5 bağımsız değişken (k=5k = 5) yer almaktadır. Bu modelin tahmini sonucunda Toplam Kareler Toplamı (SSTSST) 1000 ve Hata Kareler Toplamı (SSESSE) 400 olarak hesaplanmıştır.

Uzman daha sonra, analizini genişletmek amacıyla modele teorik olarak ilişkili olduğunu düşündüğü 4 yeni bağımsız değişken daha eklemiş ve toplam 9 bağımsız değişkenli ikinci bir model (Model II) tahmin etmiştir. Model II sonucunda Hata Kareler Toplamı (SSESSE) 340'a düşmüştür.

Bu iki modelin belirtme katsayısı (R2R^2) ve düzeltilmiş belirleme katsayısı (Rˉ2\bar{R}^2) değerleri karşılaştırıldığında, aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Model II'de belirtme katsayısı (R2R^2) 0,60'tan 0,66'ya yükselmesine rağmen, serbestlik derecesindeki kaybın Hata Kareler Toplamındaki düşüşten daha baskın olması nedeniyle düzeltilmiş belirleme katsayısı (Rˉ2\bar{R}^2) azalarak 0,50'nin altına inmiştir.

Cevap

Model II'de belirtme katsayısı (R2R^2) artmasına rağmen serbestlik derecesindeki kaybın baskın olmasından dolayı düzeltilmiş belirleme katsayısı (Rˉ2\bar{R}^2) azalmıştır.
Düzeltilmiş belirleme katsayısı (Rˉ2\bar{R}^2), modele eklenen değişkenlerin açıklama gücünü serbestlik derecesi kaybı ile cezalandırır. Model I'in hata varyansı 400/20=20400 / 20 = 20'dir. Model II'de hata varyansı 340/16=21,25340 / 16 = 21,25'e yükselmiştir. Hata varyansının artması, kaybedilen serbestlik derecesinin (44 birim), SSESSE'deki 6060 birimlik düşüşü gölgede bıraktığını gösterir. Bağımlı değişkenin toplam varyansı sabit olduğundan, hata varyansının artması matematiksel olarak Rˉ2\bar{R}^2'nin 0,500,50'den yaklaşık 0,470,47'ye düşmesine yol açar.

Adım Adım Çözüm

1
Model I için belirtme katsayısı (R2R^2) ve düzeltilmiş belirleme katsayısının (Rˉ2\bar{R}^2) hesaplanması
R2=1(400/1000)=0,60R^2 = 1 - (400 / 1000) = 0,60. Rˉ2=1400/(2651)1000/(261)=1400/201000/25=12040=0,50\bar{R}^2 = 1 - \frac{400 / (26 - 5 - 1)}{1000 / (26 - 1)} = 1 - \frac{400 / 20}{1000 / 25} = 1 - \frac{20}{40} = 0,50.
Model I'in açıklama gücünü ve serbestlik derecesi ile cezalandırılmış gerçek performansını (hata varyansını bağımlı değişken varyansına oranlayarak) bulmak.
2
Model II için belirtme katsayısının (R2R^2) hesaplanması
Yeni SSE=340SSE = 340, SSTSST sabittir (10001000). R2=1(340/1000)=0,66R^2 = 1 - (340 / 1000) = 0,66.
Modele 4 yeni değişken eklendiğinde açıklanan varyans oranının nasıl değiştiğini görmek. R² değeri beklendiği gibi artmıştır.
3
Model II için düzeltilmiş belirleme katsayısının (Rˉ2\bar{R}^2) hesaplanması
Yeni serbestlik derecesi: 2691=1626 - 9 - 1 = 16. Rˉ2=1340/161000/25=121,2540=10,53125=0,46875\bar{R}^2 = 1 - \frac{340 / 16}{1000 / 25} = 1 - \frac{21,25}{40} = 1 - 0,53125 = 0,46875.
Yeni eklenen değişkenlerin SSESSE'de yarattığı düşüşün, kaybedilen serbestlik derecesini telafi edip edemediğini kontrol etmek.
4
Sonuçların kavramsal olarak karşılaştırılması
Model II'nin hata varyansı (21,2521,25), Model I'in hata varyansından (2020) daha büyüktür. Bu nedenle R2R^2 artmış olsa da Rˉ2\bar{R}^2 0,50'den yaklaşık 0,47'ye gerilemiştir.
Düzeltilmiş R2R^2, yalnızca modele eklenen yeni değişkenlerin t-istatistiği mutlak değerce 1'den büyükse (hata varyansını düşürüyorsa) artar. Burada hata varyansı arttığı için Rˉ2\bar{R}^2 azalmıştır.

Anahtar Kavram

Belirleme (R2R^2) ve Düzeltilmiş Belirleme (Rˉ2\bar{R}^2) Katsayısı Arasındaki İlişki
Soru 93Soru

Standart varsayımları sağlayan Y=Xβ+uY = X\beta + u çoklu doğrusal regresyon modelinde, uu hata terimleri vektörünün beklenen değeri sıfır ve varyans-kovaryans matrisi E(uu)=σ2InE(uu') = \sigma^2 I_n şeklindedir.

Bu modelde, En Küçük Kareler (EKK) parametre tahmin vektörü olan β^\hat{\beta}'nın bireysel katsayılarına ait varyansları ve katsayılar arası kovaryansları içeren Varyans-Kovaryans matrisi [Var(β^)Var(\hat{\beta})], matris cebiri gösterimiyle aşağıdakilerden hangisine eşittir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: σ2(XX)1\sigma^2(X'X)^{-1}

Cevap

Doğru eşitlik σ2(XX)1\sigma^2(X'X)^{-1} ifadesidir.
En Küçük Kareler (EKK) tahmin edicisi β^=(XX)1XY\hat{\beta} = (X'X)^{-1}X'Y formülüyle hesaplanır. Bu tahmin edicinin varyansını bulmak için matrislerde varyans alma kuralı olan Var(AY)=AVar(Y)AVar(AY) = A Var(Y) A' uygulanır. İfade açıldığında Var(β^)=(XX)1XVar(Y)[(XX)1X]Var(\hat{\beta}) = (X'X)^{-1}X' Var(Y) [(X'X)^{-1}X']' olur. Devamında Var(β^)=(XX)1XVar(Y)X(XX)1Var(\hat{\beta}) = (X'X)^{-1}X' Var(Y) X(X'X)^{-1} şeklini alır. Klasik doğrusal modelin varsayımı gereği Var(Y)=σ2InVar(Y) = \sigma^2 I_n matrisidir. Bu değer yerine konulduğunda ifade σ2(XX)1(XX)(XX)1\sigma^2 (X'X)^{-1}(X'X)(X'X)^{-1} halini alır. Ortadaki (XX)(XX)1(X'X)(X'X)^{-1} çarpımı birim matrise eşit olacağından sadeleştirildiğinde parametrelerin varyans-kovaryans matrisi σ2(XX)1\sigma^2(X'X)^{-1} olarak kesin bir şekilde bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Türetilecek ifadenin belirlenmesi
En Küçük Kareler (EKK) tahmin edicisi olan β^=(XX)1XY\hat{\beta} = (X'X)^{-1}X'Y eşitliğinde her iki tarafın varyansı alınır.
Parametre tahminlerinin örneklem dağılımını ve standart hatalarını bulmak için varyans işlemine ihtiyaç vardır.
2
Varyans operatörünün matrislere uygulanması
Bir matris ile vektör çarpımının varyans kuralı olan Var(AY)=AVar(Y)AVar(AY) = A Var(Y) A' kullanılarak, Var(β^)=(XX)1XVar(Y)X(XX)1Var(\hat{\beta}) = (X'X)^{-1}X' Var(Y) X(X'X)^{-1} şeklinde açılır.
XX matrisi verilen/sabit kabul edildiğinden varyans operatörü dışına kendisi ve transpozu alınarak çıkar.
3
Varsayımların yerine konulması ve sadeleştirme
Model varsayımı olan Var(Y)=σ2InVar(Y) = \sigma^2 I_n yerine konulduğunda, ifade σ2(XX)1(XX)(XX)1\sigma^2 (X'X)^{-1}(X'X)(X'X)^{-1} halini alır. (XX)(XX)1=Ik+1(X'X)(X'X)^{-1} = I_{k+1} olduğundan sonuç σ2(XX)1\sigma^2(X'X)^{-1} olarak bulunur.
Sabit varyans ve otokorelasyonsuzluk varsayımı kullanılarak matris en sade formuna getirilir.

Anahtar Kavram

EKK Tahmin Edicilerinin Varyans-Kovaryans Matrisi
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 94Soru

Bir kamu kurumunda vergi gelirleri ve kamu harcamaları bağımsız değişkenler, bütçe açığı ise bağımlı değişken olarak ele alınarak n=35n = 35 gözlemden oluşan bir veri setiyle sabit terimli çoklu doğrusal regresyon modeli (Y=Xβ+εY = X\beta + \varepsilon) tahmin edilmektedir. Analiz sonucunda elde edilen (XX)1(X'X)^{-1} matrisi aşağıdaki gibidir:

(XX)1=[0.500.100.050.100.200.020.050.020.30](X'X)^{-1} = \begin{bmatrix} 0.50 & -0.10 & 0.05 \\ -0.10 & 0.20 & -0.02 \\ 0.05 & -0.02 & 0.30 \end{bmatrix}

Bu modelin En Küçük Kareler (EKK) matris çözümleri ve tahmin edicilerin özellikleri dikkate alındığında, aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Katsayı tahmin edicilerinin varyanslarının hesaplanmasında, (XX)1(X'X)^{-1} matrisinin asal köşegeninde yer alan 0.50, 0.20 ve 0.30 değerleri hata varyansı (σ^2\hat{\sigma}^2) ile çarpılır.

Cevap

Doğru ifade, (XX)1(X'X)^{-1} matrisinin asal köşegen elemanlarının hata varyansı ile çarpılarak katsayı varyanslarının hesaplanmasını belirten seçenektir.
Çoklu doğrusal regresyon analizinde katsayı tahmin edicileri vektörünün (β^\hat{\beta}) varyans-kovaryans matrisi Var(β^)=σ^2(XX)1Var(\hat{\beta}) = \hat{\sigma}^2(X'X)^{-1} eşitliğiyle ifade edilir. (XX)1(X'X)^{-1} matrisinin asal köşegeninde bulunan elemanlar, modelin hata varyansı (σ^2\hat{\sigma}^2) ile çarpıldığında sırasıyla β^0,β^1\hat{\beta}_0, \hat{\beta}_1 ve β^2\hat{\beta}_2 parametre tahmin edicilerinin teorik varyanslarını vermektedir.

Adım Adım Çözüm

1
Matris formüllerindeki boyut ve işlem sırasını değerlendirmek
β^=(XX)1XY\hat{\beta} = (X'X)^{-1}X'Y formülü doğrudur. Çarpım sırasının XY(XX)1X'Y(X'X)^{-1} olarak verilmesi matris boyutlarıyla (sütun vektörü x kare matris) çelişir.
EKK katsayılarının elde edilişindeki teorik altyapıyı doğrulamak.
2
Hata varyansının serbestlik derecesini hesaplamak
Modelde k=2k=2 bağımsız değişken ve 1 sabit terim vardır. Serbestlik derecesi nk1=3521=32n - k - 1 = 35 - 2 - 1 = 32 olmalıdır. n2n-2 basit doğrusal regresyon içindir.
σ^2=HKT/(nk1)\hat{\sigma}^2 = HKT / (n-k-1) formülünün doğru kullanımını test etmek.
3
EKK varsayımları ve ihlallerinin etkilerini analiz etmek
Çoklu bağlantı sapmaya neden olmaz, varyansı artırır. Ayrıca Gauss-Markov teoreminde etkinlik (minimum varyans) için değişen varyans ve otokorelasyon olmaması şarttır; sapmasızlık tek başına yeterli değildir.
Kavramsal özellikleri (BLUE) ve çoklu bağlantının EKK üzerindeki etkisini ayrıştırmak.
4
Varyans-Kovaryans matrisinin elemanlarını yorumlamak
Var(β^)=σ^2(XX)1Var(\hat{\beta}) = \hat{\sigma}^2 (X'X)^{-1} matrisinin köşegen elemanları (0.50, 0.20, 0.30) sırasıyla katsayı varyanslarının hesaplanması için σ^2\hat{\sigma}^2 ile çarpılacak olan ana unsurlardır.
Soruda verilen spesifik matrisin EKK özelliklerindeki yerini ve kullanımını kesinleştirmek.

Anahtar Kavram

EKK Tahmin Edicilerinin Matris Gösterimi ve Özellikleri
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 95Soru

Bir araştırmacı, bağımlı değişken YY ile iki bağımsız değişken (X1X_1 ve X2X_2) arasındaki ilişkiyi incelemek için bir çoklu doğrusal regresyon modeli kuracaktır. Analiz öncesinde tüm değişkenler standartlaştırılarak ortalamaları 0 ve varyansları 1 hâline getirilmiştir. Değişkenler arasındaki basit (ikili) korelasyon katsayıları aşağıda verilmiştir:

- YY ile X1X_1 arasındaki korelasyon: rY,X1=0.70r_{Y, X_1} = 0.70
- YY ile X2X_2 arasındaki korelasyon: rY,X2=0.50r_{Y, X_2} = 0.50
- X1X_1 ile X2X_2 arasındaki korelasyon: rX1,X2=0.50r_{X_1, X_2} = 0.50

Araştırmacı, standartlaştırılmış değişkenler üzerinden ZY=β1ZX1+β2ZX2+εZ_Y = \beta_1^* Z_{X_1} + \beta_2^* Z_{X_2} + \varepsilon modelini tahmin etmiştir.

Buna göre, tahmin edilen standartlaştırılmış regresyon katsayıları (β1\beta_1^* ve β2\beta_2^*) ve değişkenlerin bağıl önemleri hakkında aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: β1=0.60\beta_1^* = 0.60 ve β2=0.20\beta_2^* = 0.20'dir; X1X_1 değişkeninin YY üzerindeki bağıl (göreli) önemi X2X_2'den daha yüksektir.

Cevap

Standartlaştırılmış katsayılar sırasıyla 0.60 ve 0.20'dir; X1X_1'in bağıl önemi X2X_2'den daha yüksektir.
Çoklu doğrusal regresyonda standartlaştırılmış regresyon katsayıları (Beta), değişkenler farklı ölçü birimlerine sahip olduğunda 'birimden arındırılmış' hâle getirilerek bağıl (göreli) önemlerini karşılaştırmak için kullanılır. İki bağımsız değişkenli bir modelde bu katsayılar basit korelasyonlar üzerinden β1=rY,X1rY,X2rX1,X21rX1,X22\beta_1^* = \frac{r_{Y,X_1} - r_{Y,X_2}r_{X_1,X_2}}{1 - r_{X_1,X_2}^2} formülüyle hesaplanır. Değerler yerine konduğunda β1=0.700.250.75=0.60\beta_1^* = \frac{0.70 - 0.25}{0.75} = 0.60 ve β2=0.500.350.75=0.20\beta_2^* = \frac{0.50 - 0.35}{0.75} = 0.20 bulunur. Standartlaştırılmış katsayıların mutlak değeri dikkate alınarak 0.60>0.20|0.60| > |0.20| olduğu için X1X_1 değişkeninin bağıl öneminin daha yüksek olduğu sonucuna varılır.

Adım Adım Çözüm

1
Standartlaştırılmış regresyon katsayılarını (β\beta^*) hesaplamak için basit korelasyon matrisi formüllerini belirleyin.
β1=rY,X1rY,X2rX1,X21rX1,X22\beta_1^* = \frac{r_{Y,X_1} - r_{Y,X_2}r_{X_1,X_2}}{1 - r_{X_1,X_2}^2} ve β2=rY,X2rY,X1rX1,X21rX1,X22\beta_2^* = \frac{r_{Y,X_2} - r_{Y,X_1}r_{X_1,X_2}}{1 - r_{X_1,X_2}^2} formülleri kullanılmalıdır.
Bağımsız değişkenler arasında korelasyon olduğu için (rX1,X20r_{X_1,X_2} \neq 0), kısmi etkiler basit korelasyonlardan farklılaşır.
2
Verilen korelasyon değerlerini formülde yerine koyarak β1\beta_1^* değerini hesaplayın.
β1=0.70(0.50)(0.50)1(0.50)2=0.700.2510.25=0.450.75=0.60\beta_1^* = \frac{0.70 - (0.50)(0.50)}{1 - (0.50)^2} = \frac{0.70 - 0.25}{1 - 0.25} = \frac{0.45}{0.75} = 0.60
Bu işlem, X2X_2'nin dolaylı etkisi arındırıldıktan sonra X1X_1'in YY üzerindeki saf (kısmi) etkisini verir.
3
Aynı yöntemi kullanarak β2\beta_2^* değerini hesaplayın.
β2=0.50(0.70)(0.50)1(0.50)2=0.500.350.75=0.150.75=0.20\beta_2^* = \frac{0.50 - (0.70)(0.50)}{1 - (0.50)^2} = \frac{0.50 - 0.35}{0.75} = \frac{0.15}{0.75} = 0.20
Bu sayede X2X_2'nin de YY üzerindeki standartlaştırılmış kısmi etkisi bulunmuş olur.
4
Hesaplanan katsayıların mutlak değerlerini karşılaştırarak bağıl önemi belirleyin.
0.60>0.20|0.60| > |0.20| olduğundan, X1X_1 değişkeninin YY üzerindeki bağıl (göreli) önemi daha yüksektir.
Standartlaştırılmış (birimden arındırılmış) katsayıların mutlak büyüklüğü, bağımsız değişkenlerin modele olan göreli katkısını (önemini) gösterir.

Anahtar Kavram

Standartlaştırılmış Regresyon Katsayılarının Korelasyon Matrisi ile Hesaplanması ve Bağıl Önem
Soru 96Soru

Bir kamu araştırmacısı, Türkiye'deki 28 ilin istihdam oranını (YY), sanayi yatırım endeksi (X1X_1) ve eğitim endeksi (X2X_2) olmak üzere iki bağımsız değişken kullanarak çoklu doğrusal regresyon modeli ile analiz etmektedir. Araştırmacı, Y=Xβ+ϵY = X\beta + \epsilon matris modelini kurmuş ve analiz sonucunda aşağıdaki özet matrisleri ile Hata Kareler Toplamını (HKT) elde etmiştir:

(XX)1=[0.50.10.20.10.40.30.20.30.6] (X'X)^{-1} = \begin{bmatrix} 0.5 & -0.1 & 0.2 \\ -0.1 & 0.4 & -0.3 \\ 0.2 & -0.3 & 0.6 \end{bmatrix}
XY=[1005040] X'Y = \begin{bmatrix} 100 \\ 50 \\ 40 \end{bmatrix}
HKT=100 \text{HKT} = 100

(Not: XX matrisinin ilk sütunu 1'lerden oluşmaktadır ve β=[β0,β1,β2]\beta = [\beta_0, \beta_1, \beta_2]' parametre vektörünü temsil etmektedir.)

Buna göre, En Küçük Kareler (EKK) matris çözümleri ve tahmincilerin özellikleri dikkate alındığında aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Parametre tahmin vektörü β^=(XX)1(XY)\hat{\beta} = (X'X)^{-1}(X'Y) formülü ile elde edilerek β^1\hat{\beta}_1 katsayısı 2-2 bulunur ve hata varyansı tahmincisi serbestlik derecesi dikkate alınarak 44 olarak hesaplanır.

Cevap

β^\hat{\beta} katsayı vektörünün (XX)1(XY)(X'X)^{-1}(X'Y) çarpımıyla hesaplandığını ve hata varyansının HKTnk1\frac{HKT}{n-k-1} formülüyle 44 çıktığını belirten ifade doğrudur.
Çoklu regresyonda tahmin vektörü β^=(XX)1XY\hat{\beta} = (X'X)^{-1}X'Y denklemi ile bulunur. Orta satır hesaplandığında β^1=2\hat{\beta}_1 = -2 elde edilir. Ayrıca hata varyansı (σ^2\hat{\sigma}^2), HKT'nin serbestlik derecesine (nk1n-k-1) bölünmesiyle bulunur. Burada n=28n=28 ve bağımsız değişken sayısı k=2k=2'dir; dolayısıyla serbestlik derecesi 2525'tir. 100/25=4100 / 25 = 4 hata varyansı tahmini doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
EKK katsayı vektörü β^\hat{\beta}'yı elde etmek için boyut kurallarına uygun olarak (XX)1(X'X)^{-1} ile (XY)(X'Y) matrislerini çarpınız.
β^=[0.50.10.20.10.40.30.20.30.6][1005040]\hat{\beta} = \begin{bmatrix} 0.5 & -0.1 & 0.2 \\ -0.1 & 0.4 & -0.3 \\ 0.2 & -0.3 & 0.6 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 100 \\ 50 \\ 40 \end{bmatrix}
Regresyon katsayıları β^=(XX)1XY\hat{\beta} = (X'X)^{-1}X'Y matris denklemi kullanılarak hesaplanır.
2
Çarpım matrisinden β^1\hat{\beta}_1 parametresine karşılık gelen ikinci satırın değerini hesaplayınız.
β^1=(0.1×100)+(0.4×50)+(0.3×40)=10+2012=2\hat{\beta}_1 = (-0.1 \times 100) + (0.4 \times 50) + (-0.3 \times 40) = -10 + 20 - 12 = -2.
Modelde X1X_1 değişkeninin katsayısı β\beta vektörünün ikinci elemanıdır (β0,β1,β2\beta_0, \beta_1, \beta_2 sırasıyla).
3
Hata varyansı (σ^2\hat{\sigma}^2) tahmini için serbestlik derecesini hesaplayınız ve HKT'yi bu değere bölünüz.
Serbestlik derecesi =nk1=2821=25= n - k - 1 = 28 - 2 - 1 = 25. σ^2=10025=4\hat{\sigma}^2 = \frac{100}{25} = 4.
Çoklu doğrusal regresyonda varyans tahmininin sapmasız olabilmesi için Hata Kareler Toplamı nk1n-k-1 (parametre sayısının çıkarıldığı gözlem sayısı) serbestlik derecesine bölünür.

Anahtar Kavram

EKK matris çözümleri, katsayı hesaplama sırası ve hata varyansı serbestlik derecesi
Soru 97Soru

Bir büyükşehir belediyesi, hizmet binalarının aylık elektrik tüketimini (YY, MWh) tahmin etmek amacıyla; kapalı alan büyüklüğü (X1X_1, 1000 m21000\ m^2), personel sayısı (X2X_2) ve günlük ortalama çalışma süresi (X3X_3) bağımsız değişkenlerini kullanarak sabit terimli bir çoklu doğrusal regresyon modeli kurmuştur.

Model, rastgele seçilen n=34n = 34 hizmet binasına ait verilerle En Küçük Kareler (EKK) yöntemi kullanılarak tahmin edilmiştir.

Elde edilen bazı sonuçlar şunlardır:
- Hata Kareler Toplamı (HKTHKT) = 12001200
- Personel sayısı değişkenine ait eğim katsayısı tahmini (β^2\hat{\beta}_2) = 4,54,5
- (XX)1(X'X)^{-1} matrisinin asal köşegeninde β2\beta_2 katsayısına karşılık gelen eleman (c22c_{22}) = 0,100,10

Kritik tt tablo değerleri:
- t(0,025;30)=2,042t_{(0,025; 30)} = 2,042
- t(0,050;30)=1,697t_{(0,050; 30)} = 1,697
- t(0,025;31)=2,040t_{(0,025; 31)} = 2,040
- t(0,025;32)=2,037t_{(0,025; 32)} = 2,037

Buna göre, personel sayısı değişkeninin katsayısı (β2\beta_2) için %95 güven aralığı aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: [0,416;8,584][0,416 ; 8,584]

Cevap

%95 güven aralığı [0,416;8,584][0,416 ; 8,584] olarak hesaplanmıştır.
Çoklu doğrusal regresyon modelinde bir katsayının %95 güven aralığı β^j±tα/2,(nk1)×Sβ^j\hat{\beta}_j \pm t_{\alpha/2, (n-k-1)} \times S_{\hat{\beta}_j} formülü ile hesaplanır. Modelde 3 bağımsız değişken ve 1 sabit terim olduğundan, hatanın serbestlik derecesi 3431=3034 - 3 - 1 = 30'dur. Hata varyansı (HKO) 1200/30=401200 / 30 = 40 olarak bulunur. İlgili katsayının standart hatası ise varyansın (40) (XX)1(X'X)^{-1} matrisindeki karşılık gelen eleman (0,10) ile çarpımının kareköküdür (4=2\sqrt{4} = 2). Kritik tablo değeri olan 2,042 ile standart hata (2) çarpılarak hata payı (4,084) bulunur ve nokta tahmini olan 4,5 değerine eklenip çıkarılarak aralık [0,416;8,584][0,416 ; 8,584] elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Regresyon modelinin serbestlik derecesini (sd) ve Hata Kareler Ortalamasını (HKO = σ^2\hat{\sigma}^2) hesapla.
sd = nk1=3431=30n - k - 1 = 34 - 3 - 1 = 30. HKO = HKTnk1=120030=40\frac{HKT}{n - k - 1} = \frac{1200}{30} = 40.
Katsayının standart hatasını bulabilmek için öncelikle modelin hata varyansının yansız tahmin edicisini bulmak gerekir.
2
β^2\hat{\beta}_2 katsayısının standart hatasını (Sβ^2S_{\hat{\beta}_2}) matris formülüyle hesapla.
Sβ^2=σ^2c22=400,10=4=2S_{\hat{\beta}_2} = \sqrt{\hat{\sigma}^2 \cdot c_{22}} = \sqrt{40 \cdot 0,10} = \sqrt{4} = 2.
Çoklu regresyonda katsayıların varyansı (XX)1(X'X)^{-1} matrisinin köşegen elemanları ile HKO'nun çarpımına eşittir. Standart hata, bu varyansın kareköküdür.
3
Kritik t değerini belirle ve %95 güven aralığını hesapla.
%95 güven düzeyi için α=0,05\alpha = 0,05 ve iki yönlü α/2=0,025\alpha/2 = 0,025 kullanılarak t(0,025;30)=2,042t_{(0,025; 30)} = 2,042 bulunur. Aralık: 4,5±(2,042×2)=4,5±4,0844,5 \pm (2,042 \times 2) = 4,5 \pm 4,084. Alt sınır: 0,4160,416, Üst sınır: 8,5848,584.
Güven aralığı formülü β^j±tα/2,sd×Sβ^j\hat{\beta}_j \pm t_{\alpha/2, sd} \times S_{\hat{\beta}_j} şeklindedir.

Anahtar Kavram

Çoklu Doğrusal Regresyonda Standart Hata ve Güven Aralıkları
Soru 98Soru

Bir enerji uzmanı, 2525 farklı rüzgâr enerjisi santralinin yıllık ortalama enerji üretimini (YY); ortalama rüzgâr hızı (X1X_1), türbin kanat uzunluğu (X2X_2), kule yüksekliği (X3X_3) ve santralin bulunduğu rakım (X4X_4) olmak üzere dört bağımsız değişkenle tahmin etmek için bir çoklu doğrusal regresyon modeli kurmuştur.

Model tahmini sonucunda belirtme katsayısı (R2R^2) 0800{}80 olarak hesaplanmıştır.

Buna göre, kurulan çoklu doğrusal regresyon modelinin genel anlamlılığını sınamak için hesaplanması gereken FF test istatistiği değeri kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 20

Cevap

Modelin genel anlamlılığını test etmek için hesaplanan F istatistiği 20'dir.
Çoklu doğrusal regresyon modellerinde modelin genel anlamlılığı (tüm eğim katsayılarının aynı anda sıfıra eşit olduğu yokluk hipotezi) FF testi ile sınanır. Belirtme katsayısı (R2R^2) biliniyorsa bu test istatistiği F=R2/k(1R2)/(nk1)F = \frac{R^2 / k}{(1 - R^2) / (n - k - 1)} formülüyle elde edilir. Soruda verilen değerler (n=25n=25, k=4k=4, R2=080R^2=0{}80) formülde yerine konulduğunda pay kısmı 080/4=0200{}80 / 4 = 0{}20, payda kısmı ise (1080)/(2541)=020/20=001(1 - 0{}80) / (25 - 4 - 1) = 0{}20 / 20 = 0{}01 olarak bulunur. Bu iki değerin oranı olan 2020, doğru FF değeridir.

Adım Adım Çözüm

1
Soruda verilen değerleri model parametreleri ile eşleştirme
n=25n = 25 (Gözlem sayısı), k=4k = 4 (Bağımsız değişken sayısı), R2=080R^2 = 0{}80
FF istatistiğini R2R^2 üzerinden hesaplamak için gerekli temel bileşenleri belirlemek.
2
Regresyon ve hata serbestlik derecelerini hesaplama
Regresyon sd =k=4= k = 4 ve Hata sd =nk1=2541=20= n - k - 1 = 25 - 4 - 1 = 20
Varyans analizinde kareler ortalamalarını bulabilmek için ilgili kareler toplamlarını bölmemiz gereken serbestlik derecelerini saptamak.
3
FF test istatistiği formülünü uygulama
F=R2/k(1R2)/(nk1)=080/4020/20=020001=20F = \frac{R^2 / k}{(1 - R^2) / (n - k - 1)} = \frac{0{}80 / 4}{0{}20 / 20} = \frac{0{}20}{0{}01} = 20
Tüm bağımsız değişkenlerin bağımlı değişkeni ortaklaşa açıklama gücünün istatistiksel olarak anlamlı olup olmadığını bulmak.

Anahtar Kavram

Çoklu Doğrusal Regresyonda Belirtme Katsayısı (R2R^2) ile FF İstatistiği İlişkisi
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 99Soru

Sanayi ve Teknoloji Bakanlığında görevli bir uzman, illerin yıllık yenilikçilik endeksi skorlarını bağımlı değişken olarak modellemektedir. Modelde bağımsız değişken olarak 'yüz bin kişi başına düşen patent sayısı' (X1X_1, adet) ve 'bölgeye sağlanan teşvik miktarı' (X2X_2, milyon TL) kullanılmaktadır. Yapılan En Küçük Kareler (EKK) tahmini sonucunda elde edilen kısmi (ham) regresyon katsayıları β^1=0.85\hat{\beta}_1 = 0.85 ve β^2=0.002\hat{\beta}_2 = 0.002 olarak bulunmuştur.

Modelin değerlendirilmesi sırasında bir araştırmacı, β^1\hat{\beta}_1 katsayısının mutlak değerce çok daha büyük olmasından yola çıkarak patent sayısının yenilikçilik endeksi üzerindeki göreli etkisinin (bağıl öneminin), teşvik miktarına kıyasla kesinlikle daha fazla olduğunu iddia etmiştir. Ayrıca, X1X_1 ve X2X_2 arasında yüksek derecede pozitif doğrusal ilişki (korelasyon) olduğu bilinmektedir.

Bu araştırmacının iddiası ve modelin istatistiksel özellikleri bağlamında aşağıdaki ifadelerden hangisi en doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Araştırmacının iddiası yöntemsel olarak hatalıdır; ölçü birimleri farklı olan değişkenlerin bağıl önemi ham katsayılarla değil, birimden arındırılmış standartlaştırılmış (Beta) katsayılarla değerlendirilmelidir ve aralarındaki yüksek korelasyon bu bağımsız etkilerin ayrıştırılmasını güçleştirir.

Cevap

Doğru yanıt, araştırmacının iddiasının hatalı olduğunu belirten ve bağıl önem için standartlaştırılmış Beta katsayılarının kullanılması gerektiğini, ayrıca yüksek korelasyonun etkileri ayrıştırmayı zorlaştırdığını ifade eden seçenektir.
Çoklu doğrusal regresyon analizinde, farklı ölçüm birimlerine sahip bağımsız değişkenlerin (örneğin adet ve milyon TL) bağımlı değişken üzerindeki göreli önemini karşılaştırmak için ham regresyon katsayıları kullanılamaz. Çünkü bu katsayıların büyüklüğü seçilen ölçü birimine bağlıdır. Bu tür bir karşılaştırma için, değişkenlerin standart normal dağılıma göre dönüştürülmesiyle elde edilen, birimden arındırılmış standartlaştırılmış regresyon (Beta) katsayılarına bakılmalıdır. Buna ek olarak, modeldeki bağımsız değişkenler arasındaki yüksek korelasyon (çoklu doğrusal bağlantı), tahmincilerin sapmasızlığını bozmamakla birlikte varyanslarını şişirerek her bir değişkenin ayrık etkisini kesin bir biçimde tespit etmeyi ve yorumlamayı güçleştirmektedir. Doğru ifade, bu yöntemsel zorunluluğu ve kavramsal gerçeği eksiksiz yansıtmaktadır.

Adım Adım Çözüm

1
Değişkenlerin ölçü birimlerinin ham katsayılar üzerindeki etkisini değerlendirme.
X1X_1 (adet) ve X2X_2 (milyon TL) farklı ölçü birimlerine sahiptir, bu yüzden ham β^\hat{\beta} değerleri (0.85 ve 0.002) doğrudan büyüklük kıyasına tabi tutulamaz.
Ham regresyon katsayıları, bağımsız değişkenlerin ölçüldüğü birimlere duyarlıdır; birimi küçük olan (örneğin adet yerine milyon) değişkenin katsayısı matematiksel olarak daha küçük çıkabilir.
2
Bağıl önem analizi için doğru istatistiksel yaklaşımı belirleme.
Bağımsız değişkenlerin bağımlı değişken üzerindeki göreli (bağıl) etkilerini karşılaştırmak için birimden arındırılmış olan standartlaştırılmış regresyon katsayıları (Beta) hesaplanmalıdır.
Beta katsayıları, değişkenlerin standart sapmaları kullanılarak dönüştürülmesiyle elde edilir ve farklı birimlerdeki değişkenlerin etkilerinin standartlaştırılmış bir zeminde karşılaştırılmasını sağlar.
3
Çoklu doğrusal bağlantının (korelasyonun) model sonuçlarına kavramsal etkisini analiz etme.
Değişkenler arası yüksek pozitif korelasyon, EKK tahmincilerinin varyansını şişirir (VIF değerini artırır) ancak tahmincileri sapmalı (biased) yapmaz.
Çoklu bağlantı altında EKK sapmasızdır ancak yüksek varyans, standart hataları büyüterek değişkenlerin bağımlı değişken üzerindeki ayrık (net) etkilerini istatistiksel olarak kesin bir biçimde izole etmeyi zorlaştırır.

Anahtar Kavram

Standartlaştırılmış Regresyon Katsayıları (Beta)
Soru 100Soru

Bir çevre bilimci, şehirlerin yıllık hava kirliliği endeksi (YY) üzerindeki etkileri incelemek amacıyla; sanayi tesisi yoğunluğu (X1X_1), motorlu taşıt sayısı (X2X_2) ve yıllık ortalama rüzgar hızı (X3X_3) bağımsız değişkenlerini kullanarak n=34n = 34 şehir için sabit terim içeren bir çoklu doğrusal regresyon modeli tahmin etmiştir.

Motorlu taşıt sayısı (X2X_2) değişkenine ait kısmi regresyon katsayısı β^2=4,20\hat{\beta}_2 = 4,20 ve bu katsayının standart hatası Sβ^2=0,80S_{\hat{\beta}_2} = 0,80 olarak hesaplanmıştır.

Buna göre, β2\beta_2 katsayısı için %95\%95 güven düzeyinde oluşturulacak güven aralığı aşağıdakilerden hangisidir?

(Gerektiğinde aşağıdaki tablo değerlerini kullanınız: t(0,05;30)=1,697t_{(0,05; 30)} = 1,697; t(0,025;30)=2,042t_{(0,025; 30)} = 2,042; t(0,025;31)=2,040t_{(0,025; 31)} = 2,040; t(0,025;33)=2,035t_{(0,025; 33)} = 2,035)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: [2,566;5,834][2,566; 5,834]

Cevap

[2,566;5,834][2,566; 5,834]
Çoklu doğrusal regresyon modelinde katsayılar için güven aralığı β^j±t(α/2;nk1)×Sβ^j\hat{\beta}_j \pm t_{(\alpha/2; n-k-1)} \times S_{\hat{\beta}_j} formülü ile hesaplanır. Soru metninde n=34n=34 ve bağımsız değişken sayısı k=3k=3 verilmiştir. Buna göre serbestlik derecesi 3431=3034 - 3 - 1 = 30'dur. %95\%95 güven aralığı istendiğinden α=0,05\alpha = 0,05 ve iki yönlü t tablo değeri t(0,025;30)=2,042t_{(0,025; 30)} = 2,042'dir. Değerler formülde yerine konulduğunda 4,20±2,042×0,80=4,20±1,63364,20 \pm 2,042 \times 0,80 = 4,20 \pm 1,6336 elde edilir. İşlem sonucunda aralık [2,566;5,834][2,566; 5,834] olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Serbestlik derecesinin (sd) hesaplanması.
sd=nk1=3431=30sd = n - k - 1 = 34 - 3 - 1 = 30
Çoklu doğrusal regresyon modelinde hata teriminin serbestlik derecesi, gözlem sayısından (n) tahmin edilen parametre sayısının (k bağımsız değişken + 1 sabit terim) çıkarılmasıyla bulunur.
2
Kritik t değerinin belirlenmesi.
%95\%95 güven düzeyi için α=0,05\alpha = 0,05 olup, aralık çift yönlü olduğu için t(α/2;sd)=t(0,025;30)=2,042t_{(\alpha/2; sd)} = t_{(0,025; 30)} = 2,042 değeri seçilir.
Güven aralığı oluşturulurken her iki kuyrukta α/2\alpha/2 kadar hata payı bırakılır.
3
Güven aralığı alt ve üst sınırlarının hesaplanması.
Alt Sınır =4,20(2,042×0,80)=4,201,6336=2,56642,566= 4,20 - (2,042 \times 0,80) = 4,20 - 1,6336 = 2,5664 \approx 2,566
Üst Sınır =4,20+(2,042×0,80)=4,20+1,6336=5,83365,834= 4,20 + (2,042 \times 0,80) = 4,20 + 1,6336 = 5,8336 \approx 5,834
Katsayı için güven aralığı formülü β^j±tkritik×Sβ^j\hat{\beta}_j \pm t_{kritik} \times S_{\hat{\beta}_j} şeklindedir.

Anahtar Kavram

Çoklu doğrusal regresyon modelinde kısmi eğim katsayıları için güven aralığı tahmini ve uygun serbestlik derecesinin belirlenmesi.
ÖncekiSayfa 5 / 7Sonraki
Çoklu Doğrusal Regresyon Analizi Alıştırma Soruları — KPSS İstatistik — Sayfa 5 | Examkin