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단순회귀모형 Y i =β 0 +β 1 X i +ε i ,(i=1,2,⋯… | [사회조사분석사 2급 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[사회조사분석사 2급 필기] 18년 1회차

단순회귀모형 Y i =β 0 +β 1 X i +ε i ,(i=1,2,⋯,n)의 가정하에 최소제곱법에 의해 회귀직선을 추정하는 경우 잔차 ei=Yi−Y^ie_i = Y_i - \hat{Y}_i 의 성질로 틀린 것은?

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해설

잔차제곱합은 0이 아닌 양수인데 적합값과 잔차의 곱의 합은 0이므로, 잔차제곱합이 적합값·잔차 곱의 합과 같다는 관계는 성립하지 않는다.

최소제곱법은 ∑(Yi−Y^i)2\sum (Y_i - \hat{Y}_i)^2을 최소화하는 과정에서 정규방정식 ∑ei=0\sum e_i = 0과 ∑Xiei=0\sum X_i e_i = 0을 얻는다. 즉 잔차의 합과 설명변수·잔차 곱의 합은 모두 0이다.

  • 잔차의 합이 0이라는 성질, 그리고 잔차의 합이 설명변수·잔차 곱의 합과 같다는 성질은 양변이 모두 0이므로 옳다.
  • 적합값이 Y^i=β^0+β^1Xi\hat{Y}_i = \hat{\beta}_0 + \hat{\beta}_1 X_i이므로 ∑Y^iei=β^0∑ei+β^1∑Xiei=0\sum \hat{Y}_i e_i = \hat{\beta}_0 \sum e_i + \hat{\beta}_1 \sum X_i e_i = 0이 되어, 설명변수·잔차 곱의 합과 적합값·잔차 곱의 합이 같다는 성질도 옳다.

반면 ∑ei2\sum e_i^2은 잔차제곱합(SSE)으로, 모든 자료가 회귀직선 위에 정확히 놓이지 않는 한 항상 양수다. 그런데 이와 같다고 놓은 우변은 설명변수(또는 적합값)와 잔차를 곱해 더한 값이어서 정규방정식에 의해 0이 되므로, 양수인 잔차제곱합과 같아질 수 없다.

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