엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu

�ּ��ڽ¹�

 

1. �ּ��ڽ¹��� �ʿ��� ����?

�Ϲ������� � ������ ���� ��, ���� x (�������� Independent Variable)�� �����ذ���,
�׿� ���� ���谪 y (���Ӻ��� Dependent Variable)�� �� (x,y)�� ��´�.
������ Nȸ �ݺ��Ͽ� (x

1,y1), (x2,y2), ... (xn,yn)�� �����͸� Ȯ���ߴٰ� ����.
�� ������ �����͵��� ������ ��Ģ���� ���� ���Ѵٸ�, �� ������ �ƹ��� �ǹ̸� ���� ���Ѵ�.
����, �����͵��� ���뼺�� �Ǵ��ϱ� ���ؼ� ���� ���� �ؾ��� �۾���,
�� ���� ���� ������谡 �ִ���, ���� �ִٸ� � ������踦 ���� �ִ��� ã�ƺ��� ���̴�.
������踦 �Լ��� ǥ���� �� �ִٸ�, "�� ���迡�� ���� �����͸� �м��ߴ��� �̷� ��Ģ�� �ִ���."
��� ���� �� ������, ���⼭ �ϳ��� ������ ź���ϴ� ���̴�.

�ּ��ڽ¹��̶�, �� ������踦 ��Ÿ���� �Լ� y=f(x)�� ã�� �ϳ��� ������� �� �� �ִ�.

  2. �ּ��ڽ¹� (Method of Least Squares) �̶�?

 Nȸ ������ ������ y

1,y2,...,yn�� � �ٸ� ������ x1,x2,...xn �� �Լ���� ������ �� ���� ��,
������ yi�� �Լ��� f(xi)�� ���̸� ������ ���� ��

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu

�� �ּҰ� �ǵ��� �ϴ� �Լ� f(x)�� ���ϴ� ���� �ּ��ڽ¹��� �����̴�.
�̷��� �ؼ� ������ �Լ� y=f(x)�� �� ���������� ���迡 ���� ������ �Լ���� �� �� �ִ�. ���ظ� ���� ���� ������ �׸��� ���캸��.
������ �׸����� ǥ�õ� �� ������ ������ (xi,yi)�̰�, ���� (xi,f(xi))�� �ּ��ڽ¹��� ����� ����, ���������� ������ ���� �� ��Ÿ���� �����Լ��̴�. ��, �� �Լ��� (������-�Լ���)���� ����(������ ����)�� �ּҰ� �Ǵ� �����̶�� �� �� �ִ�.
엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu

 3. ���� ��Ʈ�� ����� ���� �Լ� ���ϱ�

������ �����͸� ����Ͽ� �� ���踦 ��Ÿ���� ������ �Լ��� ã�� ������ �����,
�Լ��� ã�� ������ �����ϰ� �ִ� ���� ����ϴ� ���̴�.
�Ϲ������� �θ� ����ϰ� �ִ� ���� ���α׷��� ��Ʈ ����� �̿��ϸ� �� �Լ��� ���� ���� �� �ִ�.
�����Լ� �Ӹ� �ƴ϶�, 2��~5���� ���׽İ� �ŵ�����, ����, �α��Լ� ����,
����� ������ ����Ͽ� ������ ���� �Լ��� ǥ�����ش�.
�׷���, �Լ��� ���Ǵ� ������ ���� �������� ���� ���¿���, ����� ����ϴ� ���� �ٶ������� �ʴ�.
�ϴ�, ��Ʈ�� �̿��� �����Լ� ���� ����� ���� ���� �����ϰ� ������ �ϰ�����,
�ּ��ڽ¹��� Ȱ���� ���������� ��� �Ǵ��� �ڿ� �ڼ��� �����Ͽ����� �ݵ�� �о���� ����.
������ ���������ϴ� ��ü��, Ư���ð��� �ӵ��� �����Ͽ� ����� ������ ���̺��̴�.
�� �����͸� �������� ��Ʈ�� �ۼ��ϰ�, �����Լ��� ���غ���.
�ϴ�, ���� �����͸� ������ ���� Sheet�� �Է��� �� �ش� ������ ������ �����Ѵ�.

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu
  
엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu

�޴��� [����]->[��Ʈ] �Ǵ� ������
엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu
�� ����Ͽ� ��Ʈ�����縦 �����Ѵ�.
[ǥ�� ����] �ǿ��� �л��� ��Ʈ�� ����, ��Ʈ ���� ������ ������ �񱳸� ���� �� [��ħ]�� Ŭ���Ѵ�.
([����]�� Ŭ���Ͽ� �������� ������ ������ ���� ������, �����ϰ� ���� ���� �����ϴ� ���� ���ϴ�.)
엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu

�Ʒ��� ���� ��Ʈ�� �ۼ��� ���̴�.
�����͸� ǥ���� �� ���� ���콺 �����͸� ������ �� ������ ��ư�� Ŭ���Ͽ� �߼��� �߰��� �����Ѵ�.
엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu

[����] �ǿ��� ������ �����ϰ�,
[�ɼ�] �ǿ��� ������ ��Ʈ�� ǥ�� �� R-���� ���� ��Ʈ�� ǥ�ø� üũ�� �� Ȯ���� ������.
엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu

���� �����͸� ����� ���� �Լ��� ��������.
�׷����� ����� 9.8343���� �߷°��ӵ��� ���� ��ġ�Ѵ�.
y������ -38.16�� ���� ������ ���� �� �ʱ� ���� �ӵ��� �������� �ʱ� �����̴�.
R������ ǥ���� �Լ��� ���� �����͸� �󸶳� �����ϰ� ǥ���ϴ°� ��Ÿ���� �������̸�,
1 �� �������� ����ȭ�� �Լ����� �ǹ��Ѵ�.  R������ �޺κп��� �ٽ� ������ ���̴�.
엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu

��Ʈ�� ������ �����Ͽ� �˾ƺ��� ������ �����Ѵ�. (�������ʰ���. ��Ʈ ����)
엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu

 4. �ּ��ڽ¹��� ������ ����

1) ���� �Լ� y=a+bx ����

���������� �ּ��ڽ¹��� ����Ͽ� ������ �Լ��� �����غ���.
���⼭�� ���� ������ �����Լ��� ���� ��� �ּ��ڽ¹��� ������ ������ �����ϰ��� �Ѵ�.
�׸���, �� ���� �� ������ Ȱ���Ͽ�, ������ ����� �ٷ��� ������ ó������� ��������.

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu

���� �׸����� �� ������ ��ǥ���� ���� �Լ������� �Ÿ��� �����غ���.
�� ������ ������ �Լ����, �� ���̰� ������ �� �ּ��� ���� ���� ���̴�.
�ּ��ڽ¹��� �� ������ ������ �ּ�ȭ�ϱ� ���� ����̴�.
(�� ������ �״�� ���ϸ� ���� ���� ���� ���� ���� �DZ� ������ ������ ����� ���� ���Ѵ�.
���� ���밪�� ����� ���, ���� �̺а�� ��� �� ������ �߻��� �� �ִ�.)
���� ������ ���� ������ ����(Residual)��� �ϸ�, ������ ���� ǥ���� �� �ִ�.

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu


���� �����Ͱ� �������� ������, ytrue�� ���� ytrue=a+bx �� ǥ���� �� �ְ�, ������ ������ ����.

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu


���⼭, ytrue=a+bx �� ���� �������� �Ϲ����� ������ ��, a�� b�� ���� ���ǵ��� ������ �����Ѵ�.
�����Ϳ� ������ ������ ã�� ���ؼ��� �� ������ �ִ��� �ٿ��� �Ѵ�.
��, a�� b�� ������ �ּ�ȭ�ϴ� ���� �Ǿ�� �Ѵ�.
������ ����(���,square)�� ������ �ּ�ȭ(least)�ϴ� ���(method)�̶��� �ǹ̿���
�ּ��ڽ¹�(Method of least squares)�� ��Ī�� ���� ���̴�.
������ a,b�� ���غ����� ����. (��κ��� ����� ������ �ڼ��� �����ϰ� ������ �����ϵ��� �Ѵ�)
������ �ּ�ȭ�ϱ� ���� a,b�� ���ϱ� ���ؼ���, a,b ���� ���� ���̺��� ���� 0 �� �Ǹ� �ȴ�. ��,

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu


�� �����ϴ� a,b�� ����ϸ� ���� ����� ������ ����.

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu


2) ���� x,y,a,b �� ǥ������

�������� x �� ��հ��� �̿��� ǥ������ ��

x�� ������ ������ ����.

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu


���Ӻ��� y �� ���� ǥ������ ��y�� ��x�ʹ� �ټ� �ٸ��� ����Ѵ�.
���Ӻ����� ���������� ���� ���������� ���ϸ�, ���Ӻ����� ǥ�������� ������ ���� ������.

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu


�հ��� ���� ���� 1/(N-1)�� 1/(N-2)�� ���̿� ���� ������ ����� ������ �����Ѵ�.
a,b�� ǥ�������� ���Ӻ��� ��y�� ǥ�������κ��� �����Ǹ�, ������ ����.

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu


����) ���⼭ ���ϴ� ǥ�������� ���� ����Ʈ �ۼ� �� ����ϴ� ǥ�ؿ��� �� Ȯ�������� �ټ� ���̰� ������ �����ϵ��� �Ѵ�.

3) r�����

�� ������ ���� ���� ��� ���踦 ������ ��, �� ���踦 ǥ���ϴ� �Լ� �Ӹ��� �ƴ϶�, ��

�Լ��� �󸶳� ������踦 �� ǥ���ϰ� �ִ��� ��Ÿ���� ������ �ʿ��ϴ�.
��κ��� ���� ȸ�� ���α׷������� ���� b �� y-���� a �� ���ռ���, �ܼ��� ���� ������ �ƴ� r �̶�� �ϴ� �������� ����Ͽ� ��ġ���� �ǹ̷� ǥ���� �ش�.
������ r �� 0 �� 1 ������ ���� ������. ��� �����Ͱ� ������ ��Ȯ�� ��ġ�� ��� r=1 �� �ȴ�.
��ġ������ ������ ������ ������ ��� r �� 1 �� ����� ���� ���´�.
���������� �׷��� ���� ��� ������ ��ǥ�� ����� �����Ͽ� ������ �������� ������ r=0 �� �ȴ�.
�̰��� �� ������ ���� ���� �������� ���谡 ���� ������ ���Ѵ�.
������ r ���� ���ϱ� ����, ���� ��� y ���� ����� �������.
�׷��� �󿡼� y �� ����� ��Ÿ���� ������ ��� y ���� �߰� ���� ���̸� �������� ������.
y �� ����� ����ϴ� ������, ��������� �ش� �����͸� ǥ���� �� �ִ� ���� �� �־��� ���̸�,
�̸� �������� �ٸ� ������ ���� �ϱ� �����̴�.
엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu

�������� ��հ��� ���̸� ���� �� ��� ���ϸ�, ����� ���ǿ� ���� ���� 0 �� �ȴ�.
����, �̸� �ذ��ϱ� ���� ��� ���� �����Ͽ� ����� ����� �װ��� ���Ѵ�.

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu
    ...(4-3-1)

  �� ����, ������ ���� �����Լ��� �󸶳� �������� ���ϴ� �������� ����� ���̴�.
�� ���� ������ �������� ��� �����Ͱ� ��տ� �����ϴ� ���� �ǹ��ϰ�,
Ŭ ��� �����Ͱ� �а� �����Ǿ� ������ ���Ѵ�.
��������, �����Ϳ� ������ ���� �������� ����Ͽ�, �� x ���� �����ϴ� y

cal ���� �������

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu
   ...(4-3-2)

������ ������� �������� �������� ���� ������ ������ ����Ѵ�.

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu
.........(4-3-3)

 
(4-3-1)�� (4-3-3) �� ���� �ܼ��� ���̰�,
�� ������ �����͵��� ǥ���ϱ⿡ �󸶳� �������� �����ϴ� ������� ���� �� �ִ�.
�� ���� ���� ������ ���� ���� ���� �� �ִ�.

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu
 .........(4-3-4)

 
����
엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu
�� �������(�־��� ��)��ŭ �������ϴٸ�, (4-3-4) ���� 0 �� �� ���̴�.

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu
.........(4-3-5)


����
엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu
�� ������ �����̶�� �ϸ�, ��� ycal�� yi�� �����Ͽ� (4-3-4) ���� ������ ����.

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu
.........(4-3-6)

 
(4-3-4)���� (4-3-1)������ ���� ���� �ٷ� ������ r���̴�. (�� ������ Normalize �Ѵٰ� �Ѵ�.)

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu
 ..........(4-3-7)

 
�� ���� �翬�� 0 ���� 1 ������ ������ ���´�.
0 �� �����������, ������ ������ ������ ����� ǥ������ ���Ѵٴ� ���� ���ϸ�,
1 �� ��������� ��� �����Ͱ� ������ ������(�����͸� ��ǥ�ϴ� ������ ������)�� ���Ѵ�.
�ð����� ���ظ� ���ؼ� �Ʒ��� �׸��� �����ϸ�,
(A)�� r=1 �̸�, (B)�� r ���� 1�� ������, (C)�� r ���� 0 �� ������, (D)�� r=0 �̴�.
엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu

 5. ������ �̿��� �ּ��ڽ¹� (Method of Least Squares) Ȱ��

������ ����ؼ� �ּ��ڽ¹��� ���� �� ���� �߿��� ����, ���� �� ������ Sheet �̴�.
�Ʒ��� �׸���, ���������ϴ� ��ü�� Ư���ð��� �ӵ��� �����Ͽ� ����� ������ ���̺��� �̿��Ͽ�,
�ּ��ڽ¹��� ����ؼ� �߷°��ӵ��� ����ϴ� ��ũ��Ʈ�̴�.
��� ���� ���� �����͸� ���� �Է��ϴ� �κ��̸�, ��� ������ ������ �ԷµǾ� �ִ�.
������ ������ ������ ������ ������ ������ �������� ��ȯ�Ͽ� �����Ͽ����� ǥ�� �����ϵ��� �Ѵ�.
��� ���� ���� �����͸� �Է��ϸ�, �ڵ������� a (y-����)��, b (����)�� ���ǰ�,
������ r���� ǥ�õ� ���̴�.
��Ʈ�� �̿��Ͽ� �����Լ��� ���� �Ͱ� ������ ����� ������ �� �� �ִ�.

1) ���� ��ũ��Ʈ �Է� ��

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu

2) ���� ���� ���� - ����, �Լ�, ����, �ڵ�ä��� ���� ����� �������ʰ��¸� �����Ѵ�.

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu

엑셀 최소자승법 함수 - egsel choesojaseungbeob hamsu