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多项式模型的用途

在两种情况下,您可能需要选择多项式模型:

您的科学模型是由多项式方程描述的。这在生物学中很少见。很少有 化学或药理学模型是用多项式方程描述的。

您没有科学模型,但想拟合一条曲线来插入未知值。为了实现这一目标,您通常不会太在意模型的细节。相反,你只关心找到一个接近数据点的模型。多项式模型通常效果很好。

哪种多项式模型?

多项式模型的阶数表示它有多少项。Prism 最多提供六阶方程(输入更高阶的方程会更容易)。高阶方程有更多的拐点。

选择最佳多项式模型往往需要试错法。如果曲线与数据趋势不符,就选择高阶方程。如果波动太大,则选择低阶方程。

多项式模型有什么特别之处?

对于数学家来说,多项式模型非常特别。严格来说,多项式模型不是 "非线性"的。尽管 X 与 Y 的关系图是弯曲的(除了一些特殊情况),但 Y 相对于参数的导数是线性的。

由于多项式模型不是非线性的,因此可以(但不包括 Prism)拟合多项式模型,而无需考虑初始值。而且拟合可以一步完成,而非非线性模型所采用的迭代方法。

由于 Prism 对多项式模型的处理方式与对非线性模型的处理方式相同,因此它确实需要初始值(它会自动为每个参数选择 1.0)。使用什么值并不重要--多项式回归不会遇到 假最小值

为什么要选择居中多项式方程

多项式拟合有两个问题,通常通过居中来解决:

当 X 值较大,且起始值远高于零时(本示例中 X 为日历年),将非常大的 X 值取大幂会导致数学错误。

即使 X 值不大,模型的参数也是交织在一起的,因此具有很高的协方差和依赖度。这会导致标准误差大、置信区间宽、置信带或预测区间巨大。

使用居中多项式模型可以解决这两个问题。居中的概念很简单。从每个 X 值中减去所有 X 值的平均值,然后在模型中使用这些差值代替 X 值。

拟合居中模型会得到完全相同的曲线(除非常规方法会导致数学错误)。相应地,平方和R2是相同的,模型比较的结果也是相同的。不过,参数的含义不同,因此具有不同的拟合优度值(除了第一个参数相同)、不同的标准误差和依赖度、较小的平方和和依赖度以及较紧的置信区间/预测区间。

了解更多关于居中多项式模型的信息。

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