Régression linéaire

Objectif de la régression linéaire

La régression linéaire est une méthode utilisée dans l’analyse des données. Son but est de chercher à établir une relation linéaire entre deux variables. Cela permet par la suite d’établir une courbe prévisionnelle.

Exemple d’application

Existe-t-il une relation linéaire entre le nombre d’heures passées à étudier les maths X et le résultat au test Y ?

Heures                      X 1 3 3 5
Résultats (Notes)    Y3465
Exemple de nuage de points

Représentation graphique du nuage de points

La droite de régression doit passer au mieux par tous les points du nuage.

La méthode pour tracer cette courbe s’appelle : la méthode des moindres carrés.

b = \bar Y - a \cdot \bar X
a = \frac{{Cov(X;Y)}}{{V(X)}} = \frac{{\overline {XY}  - \bar X \cdot \bar Y}}{{\overline {{X^2}}  -  {\bar X}\nolimits^2 }}

Le tableau ci-dessous contient tous les calculs nécessaires.

X Y XY X2 Y2
13319
3412916
3618936
55252525
Somme1218584486
Moyenne34.514.51121.5
Tableau des résultats

a=\frac{{\left( {14.5 - 3 \times 4.5} \right)}}{{\left( {11 - 9} \right)}}=0.5

b=4.5-0.5×3=3

L’équation de la droite est donnée par : Y=0.5 X+3

La régression linéaire se fait automatiquement en utilisant le logiciel Excel.

Droite de régression linéaire

Mesurer maintenant la qualité de l’ajustement par calculer le coefficient de corrélation linéaire r. Pour voir si la droite obtenue est adaptée au valeur de X et Y.

r = \frac{{Cov\left( {X;Y} \right)}}{{\sigma (X) \cdot \sigma (Y)}}

V(Y)=σ(Y)²=\overline {{Y^2}} - {\overline Y ^2}=21.5-(4.5)²=1.25

σ(X) est l’écart type de la variable X.

r=\frac{{Cov\left( {X;Y} \right)}}{{\sqrt {V(X)} \cdot \sqrt {V(Y)} }}=\frac{1}{{\sqrt 2 \sqrt {1.25} }}≅0.630>>0

Signification du coefficient de corrélation linéaire r

On peut considérer que si r>0,8 la corrélation est bonne.

corrélation parfaite positive négative

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