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Excel LINEST():Excel 中的线性回归函数

借助功能多样的 LINEST(),在 Excel 中释放线性回归的力量。学习如何使用 LINEST() 进行趋势分析、预测等。
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Josef Waples
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Excel 提供了一个很棒的线性回归工具——LINEST()。LINEST() 的优势在于,它使用最小二乘法计算最能拟合您数据的直线的统计量。我也喜欢 LINEST(),因为它还能提供更多模型信息,例如 F 统计量和标准误。

继续阅读,我将向您详细介绍 LINEST(),这样您就能将其用于趋势分析、预测等场景。

Excel LINEST() 在做什么

在尝试示例之前,先从更高层次看一下 LINEST() 的工作原理。

LINEST() 使用最小二乘法进行线性回归,该方法会找到使残差平方和(观测 y 值与回归直线预测值之差的平方)最小的直线。在底层实现中,Excel 的 LINEST() 使用矩阵代数求解正规方程,这源于普通最小二乘(OLS)回归。

回归几乎是分析师或数据科学家必须精通的最重要方法之一。从模型比较、预测到假设检验和因果推断,处处都要用到回归。

Excel LINEST() 的语法

LINEST() 的语法如下:

=LINEST(known_y's, [known_x's], [const], [stats])
  • known_y's:因变量数据值(必需)

  • known_x's:自变量数据值(可选)

  • const:逻辑值;TRUE 为计算截距,FALSE 为将截距强制为 0(可选)

  • stats:逻辑值;TRUE 返回额外的回归统计量,FALSE 仅返回斜率/截距(可选)

在回归中使用 Excel LINEST()

现在来看看简单线性回归(一个自变量)和多元线性回归(多个自变量)两种情形。

LINEST() 与简单线性回归

要进行只有一个自变量的简单线性回归,您可以只用 y 值和 x 值调用 LINEST()。简单线性回归的最佳拟合直线由两个参数完全确定:斜率和截距。

=LINEST(B2:B10, A2:A10, TRUE, TRUE)

将可选参数设置为 TRUE 后,LINEST() 会返回多项统计量,如下图所示:

  • 每个自变量对应的斜率
  • 截距
  • 标准误
  • R 平方值
  • F 统计量与自由度

默认情况下,由于 LINEST() 是数组公式,在进行简单线性回归且 stats 参数为 TRUE 时,会输出一个 2x5 的网格。

我个人喜欢把 LINEST() 包在 TOCOL() 里面,这样输出就是一列了。

只要确保各列顺序正确即可!

如果您需要更多关于如何解读这类输出的帮助,可以看看我们的统计学入门课程。

LINEST() 与多元线性回归

LINEST() 也能处理多个自变量的多元回归分析。只需为 known_x's 提供包含所有变量的区域即可。

=LINEST(C2:C10, A2:B10, TRUE, TRUE)

Excel LINEST for multiple linear regression

该示例对 C2:C10 的 y 值与 A、B 两列中的两个自变量计算回归统计量。一个实用的小技巧是保留第二个对应网格,方便准确对齐各项统计量。

想要观看关于如何使用 LINEST() 及其他函数的视频演示,请前往我们的 YouTube 视频Regression in Excel Made Easy。

Excel 中的简单线性回归

何时使用 LINEST()

LINEST() 适用于:

  • 对销售、金融和科学数据进行趋势分析
  • 基于历史数据预测未来数值
  • 评估变量之间关系的强度
  • 在 Excel 中构建预测模型

一些额外提示

请牢记以下最佳实践:

  • 在运行回归前务必检查异常值。因为 LINEST() 使用的 OLS 估计量对异常值较为敏感。

  • 使用 stats 参数以获取完整的回归诊断信息

  • 当需要所有统计量时,请将 LINEST() 作为数组公式输入

  • 将 LINEST() 与图表结合使用,以讲述更完整的故事。

排查 Excel LINEST() 错误

如果遇到 LINEST() 报错,请考虑以下思路:

  • known_y's 与 known_x's 的区域不匹配

  • 输入区域中包含非数值数据

  • 在需要时忘记将公式作为数组输入

结论

如您所见,您可以在 Excel 中将 LINEST() 用于简单线性回归和多元线性回归;同时,正如您也看到的,LINEST() 不仅返回两个参数(斜率和截距),如果您选择查看,还会给出额外的模型统计量。

继续与我们一起学习。马上参加我们的 Data Analysis in Excel 课程或 Data Analysis with Excel Power Tools 技能路径。


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Author
Josef Waples

我是数据科学编辑,曾为科学期刊发表的研究论文撰稿。我的兴趣领域包括线性代数、统计学、R 等相关主题。

主题
Excel

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