Калькулятор квадратичной регрессии

Подберите параболу к парным данным, изучите уравнение наилучшего приближения и R², спрогнозируйте y для любого x.

Квадратичная регрессия
Введите не менее трёх точек для подбора y = ax² + bx + c методом наименьших квадратов.

Разделяйте x и y запятой или пробелом, а точки — точкой с запятой.

О квадратичной регрессии

Квадратичная регрессия находит параболу, наиболее близкую к набору парных наблюдений. Её модель — y = ax² + bx + c, где a определяет направление и степень кривизны, b — линейный тренд, а c — прогноз при x, равном нулю. В отличие от интерполяции, регрессия не требует прохождения кривой через каждую точку. Она минимизирует сумму квадратов вертикальных остатков, поэтому полезна для измерений с обычным шумом или естественной изменчивостью. Калькулятор строит нормальные уравнения по суммам x, x², x³, x⁴, y, xy и x²y, затем решает полученную линейную систему из трёх уравнений с тремя неизвестными. Это решение методом наименьших квадратов для многочлена второй степени. Требуются как минимум три точки, причём значения x должны достаточно различаться для определения всех трёх коэффициентов. Большее число наблюдений обычно повышает устойчивость модели, особенно при наличии шума. R² показывает, какая доля наблюдаемой изменчивости y объясняется подобранной кривой. Значение около 1 означает, что квадратичная модель хорошо следует данным, а около 0 — что улучшение по сравнению с прогнозом по среднему y невелико. Высокий R² не доказывает причинную связь или научную обоснованность параболической модели. Всегда изучайте остатки, учитывайте процесс измерений и сравнивайте правдоподобные альтернативы. Квадратичная регрессия подходит для зависимостей с одним изгибом: траектории снаряда, ускоряющегося роста, U-образной кривой затрат или отклика, который сначала растёт, затем снижается. Она менее пригодна для периодических процессов, резких разрывов и зависимостей с несколькими точками поворота. Прогноз внутри наблюдаемого диапазона x является интерполяцией и обычно надёжнее экстраполяции за его пределы, где квадратичный член может быстро начать преобладать. Вводите каждую точку как пару x-y, разделяя пары точкой с запятой. Необязательное поле прогноза вычисляет значение подобранного уравнения при выбранном x. Коэффициенты и прогнозы округляются для удобства чтения, но расчёт использует полную точность чисел с плавающей запятой. Используйте согласованные единицы и не округляйте исходные измерения преждевременно, чтобы аппроксимация оставалась содержательной.

Примеры квадратичной регрессии

Точки данныхНаилучшее приближениеИнтерпретация
(0,1), (1,6), (2,17), (3,34)y = 3x² + 2x + 1; R² = 1Все точки лежат точно на параболе.
(-2,4), (-1,1), (0,0), (1,1), (2,4)y = x²; R² = 1Симметричные данные дают нулевой линейный коэффициент.
(0,2), (1,4), (2,10), (3,20)y = 2x² + 2; R² = 1По подобранной кривой можно получить прогноз y = 34 при x = 4.

Как рассчитать квадратичную регрессию

  1. Введите не менее трёх пар x-y, разделяя точки точкой с запятой.
  2. При необходимости введите x, для которого модель должна спрогнозировать y.
  3. Нажмите «Рассчитать регрессию», чтобы найти a, b, c и R².
  4. Перед использованием прогноза оцените правдоподобность кривой и качества подгонки.

Вопросы о квадратичной регрессии

Что такое квадратичная регрессия?

Это подбор многочлена второй степени к парным наблюдениям. Метод оценивает параболу, минимизирующую сумму квадратов ошибок прогноза.

Сколько точек данных нужно?

Нужны хотя бы три допустимые точки и достаточно различных значений x для определения трёх коэффициентов. Больше точек обычно делают подгонку зашумлённых данных надёжнее.

Что означает R²?

R² — доля изменчивости y, объясняемая подобранной моделью. Значения ближе к 1 указывают на лучшее соответствие внутри выборки, но не доказывают причинность.

Можно ли использовать уравнение для прогноза новых значений?

Да, введите x для вычисления значения подобранного уравнения. Прогнозы внутри измеренного диапазона обычно надёжнее экстраполяции за его пределы.

Почему калькулятор может отклонить мои точки?

При слишком малом числе точек или недостаточном различии значений x квадратичную зависимость определить нельзя. Проверьте разделители и укажите хотя бы три подходящие пары.