【G検定】重回帰分析

重回帰分析

重回帰分析とは

重回帰分析は、複数の説明変数（独立変数）を使って、目的変数（従属変数）を予測する統計的手法です。これは、単回帰分析を拡張したものと考えることができます。

単回帰分析では、1つの説明変数から目的変数を予測します。例えば、身長（説明変数）から体重（目的変数）を予測する場合が単回帰分析に該当します。これに対し、重回帰分析では複数の説明変数を用います。例えば、体重を予測する際に、身長に加えて年齢、性別、運動習慣なども考慮に入れる場合が重回帰分析となります。

重回帰分析の基本的なアイデアは、線形回帰モデルを拡張することです。線形回帰は統計学でも頻繁に用いられる手法で、最もシンプルなモデルの1つです。データの分布に最も適合する直線（または超平面）を見つけ出すことで、新しいデータに対する予測を行います。

重回帰分析では、この考え方を多次元に拡張します。つまり、複数の説明変数それぞれに対して重みづけを行い、それらの線形結合によって目的変数を予測するモデルを構築します。

重回帰分析の応用

重回帰分析の結果を正しく解釈することは、データ分析において非常に重要です。各説明変数に対応する係数（重み）は、その変数が目的変数に与える影響の大きさと方向を示します。

例えば、家の価格を予測する重回帰モデルを考えてみましょう。説明変数として、家の広さ、築年数、最寄り駅からの距離などを使用するかもしれません。分析の結果、広さの係数が正の値で大きければ、家の広さが価格に強い正の影響を与えていることがわかります。一方、築年数の係数が負の値であれば、古い家ほど価格が下がる傾向にあることを示唆します。

重回帰分析は、ビジネス、医療、社会科学など、さまざまな分野で幅広く応用されています。例えば、マーケティング担当者は、広告費、商品の特徴、競合状況などから売上を予測するモデルを構築するかもしれません。また、医療研究者は、患者の年齢、生活習慣、遺伝的要因などから特定の疾患のリスクを予測するモデルを開発する場合があります。

関連トピック

重回帰分析を深く理解するためには、関連する重要なトピックについても知識を深める必要があります。

1. 正則化：過学習（オーバーフィッティング）を防ぐために、モデルの複雑さにペナルティを課す手法です。ラッソ回帰（Lasso regression）とリッジ回帰（Ridge regression）は、正則化を組み込んだ重回帰分析の代表的な手法です。これらの手法は、予測精度の向上や変数選択に役立ちます。
2. 多重共線性：説明変数間に強い相関がある場合、モデルの解釈や予測精度に問題が生じる可能性があります。この問題を多重共線性と呼び、重回帰分析を行う際には注意が必要です。
3. モデル評価：決定係数（R²）、調整済み決定係数、AIC（赤池情報量基準）などの指標を用いて、モデルの適合度や予測性能を評価します。
4. 仮定の検証：重回帰分析には、誤差項の正規性や等分散性など、いくつかの仮定があります。これらの仮定が満たされているかを確認することで、分析結果の信頼性を高めることができます。

重回帰分析は、その簡潔さと解釈のしやすさから、データ分析の基礎となる重要な手法です。しかし、より複雑な関係性を捉えるためには、非線形回帰や機械学習の高度なアルゴリズムなど、他の手法も併せて学ぶことが重要です。