数理统计 I · 第 12 章
同一条回归线,两种不确定性
在 x₀ = 2.5 处估计“所有同类对象的平均值”,和预测“下一个对象的值”,为什么需要两种宽度?
均值置信区间:内带新观测预测区间:外带● 原始观测;点线标出 x₀
额外的“+1”在预测什么?
h₀ = 1/n + (x₀ − x̄)²/Sxx
均值标准误 = s√h₀
新观测预测误差的标准差估计 = s√(1 + h₀)
均值标准误 = s√h₀
新观测预测误差的标准差估计 = s√(1 + h₀)
两种区间都以 ŷ₀ 为中心,半宽分别是 t × s√h₀ 与 t × s√(1+h₀)。新对象带来一个独立的新误差 ε₀,它的方差 σ² 不能因为回归线估得准确而消失。这就是额外的 +1。
所示带是每个固定 x₀ 的点态区间,不是整条曲线同时覆盖的置信带。t 推断要求固定设计、线性均值、独立同方差正态误差;预测还要求新观测遵循同一模型并与原样本误差独立。