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단순회귀모형 yi=β0+β1xi+ϵi (i=1, 2,ㆍㆍㆍ,n)의 적합… | [사회조사분석사 2급 필기] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[사회조사분석사 2급 필기] 19년 2회차

단순회귀모형 yi=β0+β1xi+ϵi (i=1, 2,ㆍㆍㆍ,n)의 적합된 회귀식 Y^i=b0+b1xi\hat{Y}_i = b_0 + b_1 x_i 와 잔차 ei=yi−y^ie_i = y_i - \hat{y}_i 관계에서 성립하지 않는 것은? (단, ϵi~N(0, σ2)이다,)

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해설

잔차와 관측값 yi 의 곱의 합이 0이라는 관계, 즉 ∑eiyi=0\sum e_i y_i = 0 은 성립하지 않는다.

최소제곱법의 정규방정식으로부터 ∑i=1nei=0\sum_{i=1}^{n} e_i = 0 과 ∑i=1neixi=0\sum_{i=1}^{n} e_i x_i = 0 이 항상 성립한다. 이 둘을 결합하면 ∑eiy^i=∑ei(b0+b1xi)=b0∑ei+b1∑eixi=0\sum e_i \hat{y}_i = \sum e_i (b_0 + b_1 x_i) = b_0\sum e_i + b_1 \sum e_i x_i = 0 이므로 예측값과 잔차의 곱의 합도 0이다.

그런데 yi=y^i+eiy_i = \hat{y}_i + e_i 이므로 ∑eiyi=∑eiy^i+∑ei2=0+∑ei2\sum e_i y_i = \sum e_i \hat{y}_i + \sum e_i^2 = 0 + \sum e_i^2 가 된다.
잔차제곱합은 모든 점이 회귀직선 위에 정확히 놓이지 않는 한 양수이므로 ∑eiyi≠0\sum e_i y_i \neq 0 이다. 잔차는 설명변수와 예측값에는 직교하지만 관측값 자체와는 직교하지 않는다는 것이 요점이다.

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