Andrzej Purczyński


Wyznaczanie regresji krzywoliniowej za pomocą wielomianów ortogonalnych przebiega w kilku etapach. Wielomian postaci:

y = b0 + b1x + b2x2 + b3x3 + ...

przekształcamy do postaci:

y = B0 + B1g1 + B2g2 + B3g3 + ... ,

gdzie gi są funkcjami ortogonalnymi zależnymi od x, a współczynniki Bi są niezależne od pozostałych wyrazów równania.

Dla wartości zmiennej niezależnej x występujących w stałych odstępach, takich, że można je zakodować w ciąg liczb naturalnych (1, 2, 3, ...), R.A. Fisher opracował sposób stopniowego obliczania wielomianów ortogonalnych bez potrzeby korzystania z tablic.


Etap I

Zestawienie danych w tablicy wg rosnących wartości x. Dla każdego stopnia rozwiązania jest przewidziana osobna kolumna tabeli. Każdy wyraz kolejnego stopnia jest skumulowaną sumą odpowiednich wyrazów stopnia poprzedniego. Np. czwarty wyraz w kolumnie dla stopnia drugiego jest sumą pierwszych czterech wyrazów w kolumnie dla stopnia pierwszego.


Etap II

Wyznaczenie sum poszczególnych kolumn S0, S1, S2, itd.


Etap III

Pomocniczą stałą a wyznacza się dla poszczególnych stopni z wzorów:


Etap IV

Drugą stałą oznaczoną tu jako ki, oblicza się z wzorów:


Etap V

Współczynniki Bi wielomianów ortogonalnych wyznacza się ze stałych ki następująco:


Etap VI

Sumy kwadratów odchyleń zniesione przez dany stopień wielomianu oblicza się z współczynników wielomianu ortogonalnego za pomocą wzorów:


Etap VII

Do tego etapu wyznaczono równanie regresji opierając się na zakodowanych wartościach całkowitych x. Teraz powinno nastąpić rozkodowanie x do wartości pierwotnych. Wyznaczamy: