Régression polynomiale : tout ce que vous devez savoir !

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Régression polynomiale : tout ce que vous devez savoir ! Régression polynomiale
Table des matières

Qu’est-ce que la régression polynomiale ?

La régression polynomiale est souvent considérée comme une régression linéaire multiple spéciale. Pourquoi ? Comprenons-nous – la régression polynomiale est une méthode statistique permettant de déterminer la relation entre une variable indépendante (x) et une variable dépendante (y) et de modéliser leur relation comme le polynôme de nième degré. 

La relation de la variable indépendante et dépendante sur un graphe s’avère être une relation curviligne à l’aide d’une équation polynomiale. La régression polynomiale est utilisée lorsqu’il n’y a pas de corrélation linéaire entre les variables. Par conséquent, cela explique pourquoi il ressemble plus à une fonction non linéaire. 

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Hypothèses en régression polynomiale

  • Le comportement d’une variable dépendante s’explique par une relation additive linéaire, ou curviligne, entre la variable dépendante et un ensemble de k variables indépendantes (xi, i=1 à k). 
  • La relation entre la variable dépendante et toute variable indépendante est linéaire ou curviligne. 
  • Les variables indépendantes ne dépendent pas non plus les unes des autres. 
  • Les erreurs sont indépendantes, normalement distribuées avec une moyenne nulle et une variance constante. 

Équation de régression polynomiale

L’équation de régression polynomiale de nième degré peut s’écrire comme suit : 

Y= b0+a1x+a2x^2+a3x^3+…. anx^n 

Il existe trois types de polynômes : 

Régression polynomiale : tout ce que vous devez savoir ! Régression polynomiale

Comme vous pouvez le voir, le polynôme linéaire a un degré de 1, le polynôme quadratique a un degré de 2 et le polynôme cubique a un degré de 3. À mesure que le degré des équations polynomiales augmente, la courbe correspond mieux à l’ensemble de données. 

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Pourquoi avons-nous besoin d’une régression polynomiale ?

Le problème avec la régression linéaire était qu’elle utilise la droite du meilleur ajustement. En d’autres termes, lorsque nous avons un ensemble de données et que nous le traçons sur un graphique, il doit y avoir une droite où se trouvent les nuages de points. Mais que se passe-t-il si nous avons un ensemble de données qui ne nous donne pas de droite mais une courbe ? C’est à ce moment-là que la régression polynomiale entre en jeu. 

Régression polynomiale : tout ce que vous devez savoir ! Régression polynomiale

La différence entre la régression linéaire et une régression polynomiale est que la droite de meilleur ajustement est une courbe en régression polynomiale. Les nuages de points sont scannés à la recherche d’un motif et la droite est tracée (courbe) en suivant ce motif des points. Une autre différence est que la régression polynomiale ne rend pas obligatoire pour les données d’avoir une relation linéaire entre elles. 

Ainsi, lorsque la régression linéaire ne parvient pas à déterminer une relation linéaire entre les variables, la régression polynomiale le fait pour nous. 

Quelles sont les caractéristiques de la régression polynomiale ?

  • Il s’agit d’un cas particulier de régression linéaire multiple et peut déterminer la relation entre les variables indépendantes et dépendantes ayant une relation non linéaire. 
  • L’équation de régression polynomiale a un degré qui décide de la ligne de meilleur ajustement pour les données. 
  • Le modèle de régression polynomiale est sujet aux valeurs aberrantes et peut modifier les résultats. Il est conseillé de traiter les valeurs aberrantes à l’avance. 
  • Pour dessiner une courbe à travers les données, nous pouvons utiliser des nuages de points qui nous aident à visualiser la courbe. 

Quelles sont les utilisations de la régression polynomiale ?

  • L’équation de régression polynomiale est utilisée par de nombreux chercheurs dans leurs expériences pour tirer des conclusions. 
  • Il est utilisé pour déterminer la relation entre les variables indépendantes et les variables dépendantes. 
  • La régression polynomiale est utilisée dans l’étude des isotopes des sédiments. 
  • Il est également utilisé pour étudier la propagation d’une maladie dans la population. 
  • Les organisations utilisent également la régression polynomiale lorsqu’elles rencontrent des données non linéaires. 
  • La régression polynomiale peut également être calculée par programmation, dans python et R par exemple. 
  • La régression polynomiale est une grande partie dans le monde de l’apprentissage automatique.