目录 

一、Box-Cox变换的含义

二、lambda的确定

三、Box-Cox变换的具体步骤

四、举例

一、Box-Cox变换的含义

        Box-Cox变换是对回归因变量Y的如下变换:

这里的是一个待定变换参数。对不同的,所做的变换自然不同,所以这是一个变换族。它包括了对数变换,平方根变换和倒数变换等常用变换。对因变量的n个观测值,应用上述变换,我们得到变换后的向量

         我们要确定变换参数,使得满足:。

        这就是说,我们要求通过因变量的变换,使得变换过的向量与回归自变量具有线性相依关系,误差也服从正态分布,误差各分量是等方差且相互独立。因此,Box-Cox变换是通过参数的适当选择,达到对原来数据的“综合治理”,使其满足一个正态线性回归模型的所有假设条件。

二、的确定

        我们用极大似然方法来确定。因为,所以对固定的和的似然函数为

        这里为变换的行列式。因此,当固定时,是不依赖于参数的常数因子。的其余部分关于求导数,令其等于0,可以求得的极大似然估计:

         这里残差平方和。对应的似然函数最大值为

        这是的一元函数,通过求它的最大值来确定。因是的单调函数,我们的问题可以转化为求的最大值。对求对数,略去与无关的常数项,得

         其中,

        式对Box-Cox变换在计算机上实现带来很大方便,这是因为为了求的最大值,我们只要求残差平方和的最小值。虽然我们很难找出使达到最小值的的解析表达式,但对一系列的给定值,通过最普通的求最小二乘估计的回归程序,我们很容易计算出对应的。画出关于的曲线,从图上可以近似地找出使达到最小值地。

三、Box-Cox变换的具体步骤

对给定的值,计算。若,用式,否则用式利用式计算残差平方和对一系列的值,重复上述步骤,得到相应的残差平方和的一串值,以为横轴,为纵轴,作出相应的曲线。用直观方法,找出使达到最小值的点利用,求出

四、举例

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