相關係數與線性迴歸計算機
輸入數對 (x, y),即可求出相關係數,以及由 x 解釋 y 的迴歸直線。
相關與迴歸直線
- 相關係數 r(皮爾森積差相關)衡量兩個數值之間線性關係的強度。其值介於 −1 與 1 之間。 r = Σ(x − x̄)(y − ȳ) ÷ (√Σ(x − x̄)² × √Σ(y − ȳ)²)
- 迴歸直線是由 x 解釋 y 的直線 y = 斜率 × x + 截距(最小平方法)。 斜率 = Σ(x − x̄)(y − ȳ) ÷ Σ(x − x̄)²,截距 = ȳ − 斜率 × x̄
- 當只有一個解釋變數 x 時,決定係數 R² 等於 r 的平方。
計算使用精確的分數。r 中的平方根除非剛好開得盡,否則為近似值,此時該值會標示為「四捨五入值」。
當 x 完全不變或 y 完全不變時
| 情況 | 相關係數與 R² | 迴歸直線 |
|---|---|---|
| 所有 x 值都相同(x 的變異數為 0) | 無法計算 | 無法計算(斜率無法確定) |
| 所有 y 值都相同(y 的變異數為 0),而 x 有變化 | 無法計算(y 沒有變異時,相關係數沒有定義) | 可計算(斜率 0,截距 = y 的平均數:一條水平線) |
如果 x 與 y 全部都相同,會視為 x 沒有變異的情況。只有 2 組數對時,r 一定剛好是 ±1(兩點必定在一條直線上),所以資料非常少時,相關係數說明不了什麼。
注意事項
- 相關係數只衡量線性關係。 即使 r 接近 0,仍可能存在曲線關係。
- 相關不代表因果。 兩個一起上升和下降的數值,不一定互為因果(可能是第三個因素同時影響兩者,也可能只是巧合)。
- 離群值可能造成很大的影響。 一組不尋常的數對就能大幅改變 r 與迴歸直線。
- 在資料範圍之外進行預測(外推)可能不可靠。
- 迴歸是由 x 解釋 y。 如果交換 x 與 y,斜率與截距會改變(r 不變)。
最後三點是統計上的一般性提醒,並非引自特定資料來源的說法。
輸入規則
- 每行輸入一組數對,包含兩個數字:x 與 y(可使用小數與負數;小數點前最多 9 位,小數最多 6 位)。空白行會被忽略。
- x 與 y 之間可用空白、定位字元、分號,或後面接空白的逗號分隔。 後面沒有空白的逗號(1,000、1,5、3,5)會連同行號一起被拒絕,而不是去猜測。請勿使用千位分隔符號。
- x 與 y 的數量一定相符,因為每行包含一個 x 和一個 y。只有一個數字或有三個數字的行,會連同行號回報為錯誤。
- 可輸入 2 至 1,000 組數對。
範例
| 資料 | 結果 |
|---|---|
| (1, 2), (2, 3), (3, 5), (4, 4), (5, 6) | r = 0.9,R² = 0.81,斜率 0.9,截距 1.3(y = 0.9 x + 1.3) |
| (1, 2), (2, 4), (3, 6) | r = 1,斜率 2,截距 0 |
本計算機不處理的項目
不涵蓋斯皮爾曼等級相關、顯著性檢定(p 值)與信賴區間、多元迴歸與曲線擬合、自動離群值偵測、散佈圖與預測值。若要查看單一組數字的離散程度,請使用標準差計算機;若要計算平均,請使用平均數與中位數計算機。
常見問題
相關係數接近 0 代表沒有關係嗎?
這代表線性關係很小。仍然可能存在曲線關係。
如果 r 接近 1,是 x 造成 y 嗎?
不是。相關不代表因果。
為什麼顯示無法計算斜率?
如果所有 x 值都相同,直線的斜率就無法確定。