逻辑回归公式的数学推导
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小牛编辑
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2023-12-01
逻辑回归中的数学推导
逻辑回归模型是基于这样的逻辑分布得出的模型
F(x) = 1/(1+e^x)
由此也得出了二项逻辑回归分布是:
P(Y=1|x) = e^(wx+b)/(1+e^(wx+b))
P(Y=0|x) = 1/(1+e^(wx+b))
也得出了多项逻辑回归分布是:
P(Y=k|x) = e^(wx)/(1+∑e^(wx))
那么这个 1/(1+e^x)到底是怎么来的呢?我们来证明这一公式
首先假设0、1分布当Y=1的概率为
P(Y=1) = φ
那么
P(Y=0) = 1-φ
把他们变成统一的形式可以是:
P(y; φ) = φ^y (1-φ)^(1-y)
解释一下,这里如果y=0,那么前一项是1,就是p(y;φ) = 1-φ,而如果y=1,那么后一项就为1,就是p(y;φ) = φ
下面继续推导,我们知道有一个等式:a = e^(ln a)
那么把右面改成指数形式如下:
P(y; φ) = φ^y (1-φ)^(1-y) = e^(log(φ^y (1-φ)^(1-y))) = e ^ (y logφ + (1-y) log(1-φ)) = e^(log(φ/(1-φ))y+log(1-φ))
因为任何分布都能写成一种指数形式的分布:
p(y; η) = b(y) e^(ηT(η) - a(η))
这里面我们按照对应关系得出η=log(φ/(1-φ)),那么φ/(1-φ) = e^η,那么解出φ = 1/(1+e^(-η))
所以得出P(Y=1) = φ = 1/(1+e^(-η))
大功告成,终于知道逻辑回归公式是怎么来的了