1. Линейная регрессия - метод машинного обучения, предназначенный для прогнозирования
непрерывной числовой величины на основе линейной комбинации признаков. В общем
виде модель записывается как ŷ = β₀ + β₁x₁ +
... + βₙxₙ. Коэффициенты βⱼ характеризуют
изменение прогноза при увеличении соответствующего признака на единицу при
неизменности остальных признаков. Свободный член β₀ определяет
прогноз при нулевых значениях всех признаков. Его практическая интерпретация
зависит от предметной области.
2. Метод наименьших квадратов заключается в подборе
коэффициентов модели, минимизирующих сумму квадратов отклонений фактических
значений от прогнозируемых. Эти отклонения называются остатками. Анализ
остатков позволяет оценить характер ошибок модели, выявить систематические
закономерности и проверить, насколько выбранная линейная зависимость
соответствует наблюдаемым данным. Наличие выраженной структуры в остатках может
указывать на недостаточную адекватность модели.
3. Обычная линейная регрессия с методом наименьших
квадратов минимизирует сумму квадратов ошибок. Ridge дополнительно использует
L2-регуляризацию, которая штрафует сумму квадратов коэффициентов и способствует
уменьшению их абсолютных значений. Lasso применяет L1-регуляризацию, основанную
на сумме абсолютных значений коэффициентов. В отличие от Ridge, Lasso может
обнулять отдельные коэффициенты, обеспечивая автоматический отбор признаков.
4. Смещение характеризует систематическое отклонение
прогнозов модели от истинной зависимости, а дисперсия отражает чувствительность
модели к изменениям обучающей выборки. Слишком простая модель часто обладает
высоким смещением и может недообучаться. Слишком сложная модель может иметь
высокую дисперсию и переобучаться, запоминая случайные особенности обучающих
данных. При построении модели необходимо искать баланс между смещением и
дисперсией для достижения хорошей обобщающей способности.
5. Масштабирование важно для регуляризованных
моделей, поскольку величина коэффициентов зависит от масштаба соответствующих
признаков. Без стандартизации одинаковый штраф может по-разному влиять на
признаки, измеряемые в разных единицах. Поэтому масштабирование обычно включают
в Pipeline перед обучением Ridge или Lasso. Коэффициент регуляризации выбирают
с использованием валидационной выборки или кросс-валидации. Окончательное
качество выбранной модели проверяют на независимых тестовых данных.