๐Ÿงฎ ๐— ๐—˜́๐—ง๐—›๐—ข๐——๐—˜ ๐——๐—˜ ๐—ก๐—˜๐—ช๐—ง๐—ข๐—ก-๐—ฅ๐—”๐—ฃ๐—›๐—ฆ๐—ข๐—ก : ๐—Ÿ’๐—”๐—Ÿ๐—š๐—ข๐—ฅ๐—œ๐—ง๐—›๐— ๐—˜ ๐—ค๐—จ๐—œ ๐—˜๐—ฆ๐—ง๐—œ๐— ๐—˜ ๐—Ÿ๐—˜๐—ฆ ๐— ๐—ข๐——๐—˜̀๐—Ÿ๐—˜๐—ฆ ๐—ฆ๐—ง๐—”๐—ง๐—œ๐—ฆ๐—ง๐—œ๐—ค๐—จ๐—˜๐—ฆ

La mรฉthode de Newton-Raphson est une technique numรฉrique permettant de rechercher rapidement la solution d’une รฉquation non linรฉaire.

Son principe est simple : on part d’une valeur initiale, puis on amรฉliore progressivement cette approximation en utilisant la pente de la fonction.
La formule gรฉnรฉrale est :
๐—ซโ‚™₊₁ = ๐—ซโ‚™ − ๐—ณ(๐—ซโ‚™) / ๐—ณ′(๐—ซโ‚™)
Dans cette expression :
• ๐—ซโ‚™ reprรฉsente l’estimation actuelle ;
• ๐—ณ(๐—ซโ‚™) mesure l’รฉcart par rapport ร  la solution recherchรฉe ;
• ๐—ณ′(๐—ซโ‚™) reprรฉsente la pente de la fonction ;
• ๐—ซโ‚™₊₁ est la nouvelle estimation obtenue.
L’algorithme rรฉpรจte ce calcul jusqu’ร  ce que la diffรฉrence entre deux estimations successives devienne suffisamment petite :
|๐—ซโ‚™₊₁ − ๐—ซโ‚™| < ฮต
oรน ฮต reprรฉsente le niveau de prรฉcision souhaitรฉ.
๐Ÿ”น ๐—จ๐—ก๐—˜ ๐—œ๐—ก๐—ง๐—˜๐—ฅ๐—ฃ๐—ฅ๐—˜́๐—ง๐—”๐—ง๐—œ๐—ข๐—ก ๐—š๐—˜́๐—ข๐— ๐—˜́๐—ง๐—ฅ๐—œ๐—ค๐—จ๐—˜
ร€ chaque รฉtape, Newton-Raphson trace mentalement la tangente ร  la courbe au point actuel.
L’intersection de cette tangente avec l’axe horizontal fournit une nouvelle approximation de la racine.
Lorsque la valeur initiale est bien choisie et que la fonction est rรฉguliรจre, la convergence peut รชtre trรจs rapide.
๐Ÿ”น ๐—ฃ๐—ข๐—จ๐—ฅ๐—ค๐—จ๐—ข๐—œ ๐—–๐—˜๐—ง๐—ง๐—˜ ๐— ๐—˜́๐—ง๐—›๐—ข๐——๐—˜ ๐—˜๐—ฆ๐—ง-๐—˜๐—Ÿ๐—Ÿ๐—˜ ๐—œ๐— ๐—ฃ๐—ข๐—ฅ๐—ง๐—”๐—ก๐—ง๐—˜ ๐—˜๐—ก ๐—ฆ๐—ง๐—”๐—ง๐—œ๐—ฆ๐—ง๐—œ๐—ค๐—จ๐—˜ ?
En statistique, les paramรจtres d’un modรจle ne peuvent pas toujours รชtre calculรฉs directement ร  l’aide d’une formule explicite.
Il faut alors rรฉsoudre numรฉriquement les รฉquations obtenues ร  partir de la fonction de vraisemblance.
Newton-Raphson est notamment utilisรฉe pour :
✅ estimer les paramรจtres par le ๐—บ๐—ฎ๐˜…๐—ถ๐—บ๐˜‚๐—บ ๐—ฑ๐—ฒ ๐˜ƒ๐—ฟ๐—ฎ๐—ถ๐˜€๐—ฒ๐—บ๐—ฏ๐—น๐—ฎ๐—ป๐—ฐ๐—ฒ ;
✅ rรฉsoudre les รฉquations du score ;
✅ estimer les modรจles linรฉaires gรฉnรฉralisรฉs ;
✅ ajuster les rรฉgressions logistique, probit et de Poisson ;
✅ optimiser certaines fonctions de coรปt en รฉconomรฉtrie et en apprentissage automatique ;
✅ calculer les erreurs standards ร  partir de la matrice d’information.
Dans un modรจle statistique, l’objectif consiste souvent ร  trouver le paramรจtre ฮฒ qui maximise la log-vraisemblance :
๐—น(ฮฒ) = log L(ฮฒ)
Le maximum est obtenu lorsque le gradient devient nul :
๐—ด(ฮฒ) = ∂๐—น(ฮฒ) / ∂ฮฒ = 0
La version multidimensionnelle de Newton-Raphson s’รฉcrit alors :
ฮฒ⁽แต⁺¹⁾ = ฮฒ⁽แต⁾ − [๐—›(ฮฒ⁽แต⁾)]⁻¹ ๐—ด(ฮฒ⁽แต⁾)
avec :
• ๐—ด(ฮฒ) : le vecteur gradient ou vecteur score ;
• ๐—›(ฮฒ) : la matrice hessienne des dรฉrivรฉes secondes ;
• [๐—›(ฮฒ)]⁻¹ : l’inverse de la matrice hessienne.
๐Ÿ”น ๐—”๐—ฃ๐—ฃ๐—Ÿ๐—œ๐—–๐—”๐—ง๐—œ๐—ข๐—ก ๐—”̀ ๐—Ÿ๐—” ๐—ฅ๐—˜́๐—š๐—ฅ๐—˜๐—ฆ๐—ฆ๐—œ๐—ข๐—ก ๐—Ÿ๐—ข๐—š๐—œ๐—ฆ๐—ง๐—œ๐—ค๐—จ๐—˜
La rรฉgression logistique est utilisรฉe lorsque la variable ร  expliquer est binaire :
๐—ฌ = 1 : succรจs, achat, maladie ou dรฉfaut ;
๐—ฌ = 0 : รฉchec, non-achat, absence de maladie ou non-dรฉfaut.
La probabilitรฉ prรฉdite pour l’individu i est :
๐—ฃแตข = 1 / [1 + exp(−๐—ซแตข′ฮฒ)]
Contrairement ร  la rรฉgression linรฉaire, les coefficients ฮฒ de la rรฉgression logistique ne possรจdent pas une solution directe de type :
ฮฒ = (X′X)⁻¹X′Y
Ils doivent รชtre obtenus par itรฉrations.
La fonction de log-vraisemblance est :
๐—น(ฮฒ) = ฮฃ [๐—ฌแตข ln(๐—ฃแตข) + (1 − ๐—ฌแตข) ln(1 − ๐—ฃแตข)]
Le vecteur score est :
๐—ด(ฮฒ) = X′(Y − P)
La matrice hessienne est :
๐—›(ฮฒ) = −X′WX
oรน W est une matrice diagonale contenant :
๐—ชแตขแตข = ๐—ฃแตข(1 − ๐—ฃแตข)
La mise ร  jour des coefficients devient donc :
ฮฒ⁽แต⁺¹⁾ = ฮฒ⁽แต⁾ + (X′WX)⁻¹X′(Y − P)
ร€ chaque itรฉration, le logiciel :
1️⃣ calcule les probabilitรฉs prรฉdites ;
2️⃣ mesure l’รฉcart entre les observations et les prรฉdictions ;
3️⃣ corrige les coefficients ;
4️⃣ recalcule les probabilitรฉs ;
5️⃣ poursuit jusqu’ร  la convergence.
C’est ainsi que des logiciels comme ๐—ฅ, ๐—ฆ๐˜๐—ฎ๐˜๐—ฎ, ๐—ฆ๐—ฃ๐—ฆ๐—ฆ, ๐—ฆ๐—”๐—ฆ ou ๐—ฃ๐˜†๐˜๐—ต๐—ผ๐—ป estiment les coefficients d’une rรฉgression logistique.
๐Ÿ”น ๐—˜๐—ซ๐—˜๐— ๐—ฃ๐—Ÿ๐—˜ ๐——’๐—œ๐—ก๐—ง๐—˜๐—ฅ๐—ฃ๐—ฅ๐—˜́๐—ง๐—”๐—ง๐—œ๐—ข๐—ก
Supposons que l’on souhaite expliquer la probabilitรฉ qu’un client rembourse un crรฉdit.
Le modรจle peut s’รฉcrire :
log[๐—ฃ / (1 − ๐—ฃ)] = ฮฒ₀ + ฮฒ₁Revenu + ฮฒ₂ร‚ge + ฮฒ₃Endettement
Newton-Raphson recherche progressivement les valeurs de ฮฒ₀, ฮฒ₁, ฮฒ₂ et ฮฒ₃ qui rendent les donnรฉes observรฉes les plus probables.
Une fois les coefficients estimรฉs, l’odds ratio d’une variable est obtenu par :
๐—ข๐—ฅ = exp(ฮฒ)
Si exp(ฮฒ₁) = 1,40, une augmentation d’une unitรฉ du revenu multiplie les chances de remboursement par 1,40, toutes choses รฉgales par ailleurs.
⚠️ ๐—Ÿ๐—˜๐—ฆ ๐—Ÿ๐—œ๐— ๐—œ๐—ง๐—˜๐—ฆ ๐—”̀ ๐—–๐—ข๐—ก๐—ก๐—”๐—œ̂๐—ง๐—ฅ๐—˜
Newton-Raphson peut rencontrer des difficultรฉs lorsque :
• la valeur initiale est trรจs รฉloignรฉe de la solution ;
• la dรฉrivรฉe est nulle ou trรจs faible ;
• la matrice hessienne n’est pas inversible ;
• les variables explicatives sont fortement corrรฉlรฉes ;
• les donnรฉes prรฉsentent une sรฉparation complรจte en rรฉgression logistique ;
• la fonction ร  optimiser possรจde plusieurs maxima locaux.
๐—˜๐—ก ๐—ฅ๐—˜́๐—ฆ๐—จ๐— ๐—˜́
Newton-Raphson n’est pas seulement une mรฉthode permettant de trouver les racines d’une fonction.
C’est aussi l’un des mรฉcanismes fondamentaux utilisรฉs pour ๐—ฒ๐˜€๐˜๐—ถ๐—บ๐—ฒ๐—ฟ ๐—น๐—ฒ๐˜€ ๐—ฝ๐—ฎ๐—ฟ๐—ฎ๐—บ๐—ฒ̀๐˜๐—ฟ๐—ฒ๐˜€ ๐—ฑ๐—ฒ ๐—ป๐—ผ๐—บ๐—ฏ๐—ฟ๐—ฒ๐˜‚๐˜… ๐—บ๐—ผ๐—ฑ๐—ฒ̀๐—น๐—ฒ๐˜€ ๐˜€๐˜๐—ฎ๐˜๐—ถ๐˜€๐˜๐—ถ๐—พ๐˜‚๐—ฒ๐˜€.
Derriรจre un simple rรฉsultat de rรฉgression logistique se cache donc un processus itรฉratif qui corrige les coefficients jusqu’ร  obtenir la meilleure estimation possible.
Inscrivez-vous dรจs maintenant pour rรฉserver votre place pour la prochaine session de notre formation en ร‰๐—ฐ๐—ผ๐—ป๐—ผ๐—บรฉ๐˜๐—ฟ๐—ถ๐—ฒ ๐—ฒ๐˜ ๐—ง๐—ฒ๐—ฐ๐—ต๐—ป๐—ถ๐—พ๐˜‚๐—ฒ๐˜€ quantitatives https://forms.gle/yZAZimRXbTFbUWZk6


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