[机器学习]线性回归模型

线性回归

线性回归:根据数据,确定两种或两种以上变量间相互依赖的定量关系

函数表达式:
y = f ( x 1 , x 2 . . . x n ) y = f(x_1,x_2...x_n) y=f(x1,x2...xn)

​ 回归根据变量数分为一元回归 y = f ( x ) y=f(x) y=f(x)和多元回归 y = f ( x 1 , x 2 . . . x n ) y = f(x_1,x_2...x_n) y=f(x1,x2...xn),根据函数关系分为线性回归 y = a x + b y=ax+b y=ax+b与非线性回归 y = a x 2 + b x + c y=ax\^2+bx+c y=ax2+bx+c

平方误差成本函数

m i n i m i z e ( J ) minimize(J) minimize(J)
J = 1 2 m ∑ i = 1 m ( y i ' − y i ) 2 = 1 2 m ∑ i = 1 m ( a x i + b − y i ) 2 = g ( a , b ) J=\frac{1}{2m} \sum_{i=1}^{m}(y^{`}i-y_i)^2=\frac{1}{2m} \sum{i=1}^{m}(ax_i+b-y_i)^2=g(a,b) J=2m1i=1∑m(yi'−yi)2=2m1i=1∑m(axi+b−yi)2=g(a,b)

梯度下降算法

J = f ( p ) J=f(p) J=f(p)
p = p − α ∂ ∂ p i f ( p i ) p = p - \alpha \frac{\partial}{\partial p_i}f(p_i) p=p−α∂pi∂f(pi)

​ 寻找极小值的一种方法。通过向函数上当前点对应梯度(或者是近似梯度)的反方向的规定步长距离点进行迭代搜索,直到在极小点收敛。

实验:

基于generated_data.csv数据,建立线性回归模型,预测x=3.5对应的y值,评估模型表现

python 复制代码
#load the data
import pandas as pd
data = pd.read_csv('D:\workspace\data\ML\generated_data.csv')

data.head()
print(type(data), data.shape)

x = data.loc[:,'x']
y = data.loc[:,'y']
print(x,y)

#visualize the data 
from matplotlib import pyplot as plt
plt.figure(figsize=(5,5))
plt.scatter(x,y)
plt.show()

# set up a linear regression model
from sklearn.linear_model import LinearRegression
lr_model = LinearRegression()

import numpy as np
x = np.array(x)
x = x.reshape(-1,1)
y = np.array(y)
y = y.reshape(-1,1)

lr_model.fit(x,y)

y_predict = lr_model.predict(x)
print(y_predict)

print(y)

y_predict_single = lr_model.predict([[3.5]])

print(y_predict_single)

# a/b print
a = lr_model.coef_
b = lr_model.intercept_
print(a,b)

from sklearn.metrics import mean_squared_error, r2_score
MSE = mean_squared_error(y, y_predict)
R2 = r2_score(y, y_predict)
print(MSE, R2)

plt.figure()
plt.plot(y,y_predict)
plt.show()

运行结果:

其中MSE为 3.1554436208840474 e − 31 3.1554436208840474e^{-31} 3.1554436208840474e−31,R2为1.0

实验结论:在这个实验中,我们建立了一个单因子线性回归模型,得到x=3.5对应的y值为12,其均方误差(MSE)非常接近于零,而确定系数(R^2)接近于1。这表明我们的模型可以非常好地拟合数据,预测能力非常强。

附:generated_data,csv数据

相关推荐
江苏赛融科技1 分钟前
数据驱动:能耗管理系统如何将能源数据转化为管理决策资产
大数据·人工智能·能源·智慧园区·企业资产管理·园区智能化
AI智图坊5 分钟前
宠物用品电商视觉内容生产的技术难点与自动化方案分析
大数据·运维·人工智能·ai作画·自动化·aigc
啥都想学点的研究生7 分钟前
一篇文章讲清楚:机器学习所用的数学知识
人工智能·机器学习
七牛云行业应用8 分钟前
国产新模型选型:GLM-5.3、DeepSeek V4、GLM-5.3-Flash、Qwen3.8-Flash-Next、Kimi K3 怎么选
人工智能·大模型·ai编程
hhzz11 分钟前
边缘AI视频分析引擎实战:可视化拖拽编排流水线把模型快速跑起来
人工智能·计算机视觉·边缘计算·智能安防·ai视频分析·流水线编排
东方佑13 分钟前
验证报告:「调度中枢」式语言模型方案的最小成本验证
人工智能·语言模型·自然语言处理
浪兎兎22 分钟前
【机器学习】线性回归 Ridge 回归 Lasso 回归
机器学习·回归
淼澄研学23 分钟前
大语言模型文本生成5大技术陷阱与LangChain RAG实操方案
人工智能·语言模型·langchain
AI杂货铺(摸鱼版)24 分钟前
企业多个AI项目怎么分API Key?按项目、工具和环境管理更稳妥
人工智能
蒲公英内测分发29 分钟前
AI 玩具 App 每周更新,怎么用 CI/CD 自动上传测试包又避免误发?
人工智能·测试工具·智能硬件·web app