Regresiones lineales

Una regresión es un método para determinar la relación entre una variable ( y ) y otras variables ( x ).

En estadística, una regresión lineal es un enfoque para modelar una relación lineal entre y y x.

En IA, una regresión lineal es un algoritmo de aprendizaje automático supervisado.

Gráfico de dispersión

Este es el diagrama de dispersión (del capítulo anterior):

4060801001201401606810121416
House Prices vs. SizeSquare MetersPrice in Millions

Ejemplo

var xArray = [50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150];
var yArray = [7,8,8,9,9,9,10,11,14,14,15];

// Define Data
var data = [{
  x:xArray,
  y:yArray,
  mode: "markers"
}];

// Define Layout
var layout = {
  xaxis: {range: [40, 160], title: "Square Meters"},
  yaxis: {range: [5, 16], title: "Price in Millions"},
  title: "House Prices vs. Size"
};

Plotly.newPlot("myPlot", data, layout);

Predicción de valores

A partir de los datos dispersos anteriores, ¿cómo podemos predecir los precios futuros?

  • Usar gráfico lineal dibujado a mano
  • Modelar una relación lineal
  • Modelar una regresión lineal

Gráficos lineales

Este es un gráfico lineal que predice precios en función del precio más bajo y más alto:

4060801001201401606810121416
trace 0trace 1House Prices vs. SizeSquare MetersPrice in Millions

Ejemplo

var xArray = [50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150];
var yArray = [7,8,8,9,9,9,9,10,11,14,14,15];

var data = [
  {x:xArray, y:yArray, mode:"markers"},
  {x:[50,150], y:[7,15], mode:"line"}
];

var layout = {
  xaxis: {range: [40, 160], title: "Square Meters"},
  yaxis: {range: [5, 16], title: "Price in Millions"},
  title: "House Prices vs. Size"
};

Plotly.newPlot("myPlot", data, layout);

De un capítulo anterior

Un gráfico lineal se puede escribir como y = ax + b

Donde:

  • y es el precio que queremos predecir
  • a es la pendiente de la recta
  • x son los valores de entrada
  • b es la intersección

Relaciones lineales

Este Modelo predice precios usando una relación lineal entre precio y tamaño:

4060801001201401606810121416
trace 0trace 1House Prices vs. SizeSquare MetersPrice in Millions

Ejemplo

var xArray = [50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150];
var yArray = [7,8,8,9,9,9,10,11,14,14,15];

// Calculate Slope
var xSum = xArray.reduce(function(a, b){return a + b;}, 0);
var ySum = yArray.reduce(function(a, b){return a + b;}, 0);
var slope = ySum / xSum;

// Generate values
var xValues = [];
var yValues = [];
for (var x = 50; x <= 150; x += 1) {
  xValues.push(x);
  yValues.push(x * slope);
}

En el ejemplo anterior, la pendiente es un promedio calculado y la intersección = 0.


Uso de una función de regresión lineal

Este Modelo predice precios usando una función de regresión lineal:

4060801001201401606810121416
trace 0trace 1House Prices vs. SizeSquare MetersPrice in Millions

Ejemplo

var xArray = [50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150];
var yArray = [7,8,8,9,9,9,10,11,14,14,15];

// Calculate Sums
var xSum=0, ySum=0 , xxSum=0, xySum=0;
var count = xArray.length;
for (var i = 0, len = count; i < count; i++) {
  xSum += xArray[i];
  ySum += yArray[i];
  xxSum += xArray[i] * xArray[i];
  xySum += xArray[i] * yArray[i];
}

// Calculate slope and intercept
var slope = (count * xySum - xSum * ySum) / (count * xxSum - xSum * xSum);
var intercept = (ySum / count) - (slope * xSum) / count;

// Generate values
var xValues = [];
var yValues = [];
for (var x = 50; x <= 150; x += 1) {
  xValues.push(x);
  yValues.push(x * slope + intercept);
}