線性關係(或線性關聯)是一個統計術語,用於描述兩個變數之間的直線關係。線性關係可以用圖形格式表示,其中變數和常數透過直線連線,或者用數學格式表示,其中自變數乘以斜率繫數,再加上常數,確定因變數。
線性關係可以與多項式或非線性(曲線)關係進行對比。
從數學上講,線性關係滿足以下等式:
y=mx+bwhere:m=slopeb=y-intercept\開始{對齊}&;y=mx+b\\&\textbf{其中:}\\&;m=\text{slope}\\&;b=\text{y-intercept}\\\end{aligned}y=mx+bwhere:m=slopeb=y-intercept
在這個方程中,“x”和“y”是兩個變數,它們由引數“m”和“b”聯絡起來。從圖形上看,y=mx+b在x-y平面上繪製為斜率為“m”且y-截距為“b”的直線。當x=0時,y-截距“b”僅為“y”的值。斜率“m”由任意兩個單獨的點(x1,y1)和(x2,y2)計算為:
m=(y2)−y1)(x2)−x1)m=\frac{(y\u 2-y\u 1)}{(x\u 2-x\u 1)}m=(x2)−x1型)(2年−y1型)
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一個方程要成為線性方程,必須滿足三組必要的條件:一個表示線性關係的方程不能由兩個以上的變數組成,一個方程中的所有變數必須是一次方,並且方程必須以直線形式表示。
一種常用的線性關係是相關性,它描述了一個變數的變化與另一個變數的變化之間的線性關係。
在計量經濟學中,線性回歸是產生線性關係以解釋各種現象的常用方法。它通常用於從過去推斷事件來預測未來。然而,並非所有的關係都是線性的。有些資料描述曲線關係(如多項式關係),而有些資料不能引數化。
線性函式的概念在數學上類似於線性關係。在一個變數中,線性函式可以寫為:
f(x)=mx+bwhere:m=slopeb=y-intercept\開始{對齊}&;f(x)=mx+b\\&\textbf{其中:}\\&;m=\text{slope}\\&;b=\text{y-intercept}\\\end{aligned}f(x)=mx+bwhere:m=slopeb=y-intercept
這與線性關係的給定公式相同,只是用符號f(x)代替y。這個替換是為了強調x對映到f(x)的含義,而y的使用只是表示x和y是兩個量,由A和B關聯。
線上性代數的研究中,線性函式的性質得到了廣泛的研究和嚴格的證明。給定一個標量C和來自RN的兩個向量a和B,線性函式的最一般定義是:c×f(A+B)=c×f(A)+c×f(B)c\乘以f(A+B)=c\乘以f(A)+c\乘以f(B)c×f(A+B)=c×f(A)+c×f(B)
線性關係在日常生活中很常見。以速度為例。我們用來計算速度的公式如下:速度的比率是隨著時間的推移所行駛的距離。如果有人開著一輛白色的2007年克萊斯勒城鄉小型貨車在加州薩克拉門託和馬裡斯維爾之間行駛,在99號高速公路上行駛了41.3英里,而整個行程最終只花了40分鐘,那麼她將以低於60英里/小時的速度行駛。
雖然這個方程中有兩個以上的變數,但它仍然是一個線性方程,因為其中一個變數總是一個常數(距離)。
在距離=速率x時間的方程中也可以找到線性關係。因為距離是一個正數(在大多數情況下),這種線性關係將用X和Y軸表示在圖的右上象限。
如果一輛雙人腳踏車以每小時30英里的速度行駛20個小時,那麼騎手最終將行駛600英里。用Y軸上的距離和X軸上的時間以圖形表示,一條在這20個小時內追蹤距離的線將從X軸和Y軸的會聚處筆直地走出來。
為了將攝氏度轉換成華氏度,或將華氏度轉換成攝氏度,您可以使用下麵的公式。這些方程表示圖形上的線性關係:
°C=59個(°F−32)\degree C=\frac{5}{9}(\degree F-32)°C=95(°F−32)
°F=95°C+32度F=\frac{9}{5}\ C+32度°F=59°丙+32
假設自變數是房子的大小(以平方英尺為單位),當它乘以207.65的斜率繫數,然後加上10500美元的常數項時,它決定了房子的市場價格(因變數)。如果房子的平方英尺是1250,那麼房子的市場價值是(1,250 x 207.65)+10500美元=270062.50美元。從圖形和數學上看,它如下所示:
在這個例子中,隨著房屋面積的增加,房屋的市場價值呈線性增長。
兩個物體之間的一些線性關係可以稱為“比例關係”
Y=k×十where:k=c***tantY,X=比例量\開始{對齊}&;Y=k\乘以X\\&\textbf{其中:}\\&;k=\text{c***tant}\\&;Y、 X=\text{比例量}\\\結束{對齊}Y=k×十where:k=c***tantY,X=比例量
在分析行為資料時,變數之間很少有完美的線性關係。然而,趨勢線可以在資料中找到,這些資料形成了線性關係的粗略版本。例如,你可以把每天冰淇淋的銷量和每天的高溫作為兩個變數放在一個圖表中,找出兩者之間的粗略線性關係。
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