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Logistic Regression

1960
  • David Cox
Statistico che analizza dati di regressione logistica per applicazioni mediche e finanziarie.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Modello di regressione per una variabile dipendente categorica, tipicamente binaria. Invece di modellare direttamente l'esito, modella la probabilità dell'esito utilizzando la funzione logistica (sigmoide). Il modello predice le probabilità logiche dell'evento come combinazione lineare delle variabili indipendenti: [latex]\ln(\frac{p}{1-p}) = \beta_0 + \beta_1 x_1 + \dots + \beta_p x_p[/latex], dove p è la probabilità dell'evento.

La regressione logistica è un algoritmo fondamentale per i problemi di classificazione binaria. Si tratta di un tipo di modello lineare generalizzato (GLM) che estende i concetti della regressione lineare ai casi in cui la variabile dipendente non è continua. Applicare la regressione lineare direttamente a una variabile dipendente binaria (0/1) è problematico perché può produrre probabilità previste al di fuori dell'intervallo logico [0, 1] e viola l'assunto dei minimi quadrati ordinari (OLS) di varianza dell'errore costante.

La regressione logistica risolve questo problema utilizzando una funzione di collegamento per trasformare il risultato. Modella il logaritmo delle probabilità, o ‘logit’, come una funzione lineare dei predittori. Le probabilità sono il rapporto tra la probabilità di successo ([latex]p[/latex]) e la probabilità di insuccesso ([latex]1-p[/latex]). Questa trasformazione, [latex]text{logit}(p) = ln(p/(1-p))[/latex], mappa la probabilità dall'intervallo [0, 1] all'intera retta dei numeri reali [latex](-infty, +infty)[/latex], rendendola adatta a un modello lineare.

Per tornare a una probabilità, si applica l'inversa della funzione logit, ovvero la funzione logistica o sigmoide: [latex]p = frac{e^{beta_0 + beta_1 x_1 + dots}}{1 + e^{beta_0 + beta_1 x_1 + dots}}[/latex]. A differenza della regressione lineare, i parametri ([latex]beta[/latex]) non vengono stimati con il metodo dei minimi quadrati. Vengono invece tipicamente trovati utilizzando la stima di massima verosimiglianza (MLE), un processo iterativo che individua i valori dei parametri che massimizzano la probabilità di osservare i dati reali. Il modello può essere esteso per gestire problemi multiclasse tramite la regressione logistica multinomiale.

UNESCO Nomenclature: 1209
- Statistiche

Tipo

Software/Algoritmo

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Linear regression
  • Teoria della probabilità (Bernoulli distribuzione)
  • Maximum likelihood estimation (developed by R.A. Fisher)
  • Probit model (an earlier model for binary outcomes)
  • The concept of generalized linear models

Applicazioni

  • medical diagnosis (e.g., predicting disease presence based on symptoms)
  • credit scoring and financial valutazione del rischio
  • spam detection in email clients
  • cliente previsione di abbandono nel settore delle telecomunicazioni e dei servizi in abbonamento
  • election outcome prediction

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • real-time detection of fraudulent credit card transactions based on transaction patterns
  • personalized medicine algorithms predicting patient response to a specific drug
  • AI-powered hiring tools that predict candidate success probability based on resume data
  • early warning systems for natural disasters based on sensor data fusion
  • predictive policing software that estimates the probability of crime in specific areas
  • customer sentiment analysis tools that classify reviews as positive or negative
  • sports analytics platforms that calculate the win probability of a team in real-time
  • genomic models that predict the likelihood of a gene being associated with a disease
  • network intrusion detection systems that classify traffic as malicious or benign
  • quality control in manufacturing that predicts the probability of a product failing inspection
Argomenti correlati: regressione logistica, classificazione, esito binario, funzione sigmoide, log-odds, stima di massima verosimiglianza, apprendimento automatico, modellazione predittiva, modello lineare generalizzato, dati categorici.

Contesto storico

Logistic Regression

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1952
1956
1960
1967
1967
1970
1950
1950
1953
1960
1960
1967
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(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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