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Mini-Lab: OLS von Hand prüfen

Ein reines Python-Lab reproduziert Koeffizienten, Residuen, SSE und R² und zwingt zur Diagnose jenseits einer Kennzahl.

LernempfehlungZuletzt fachlich geprüft: 2026-09-02
Allgemeines Lernbeispiel

Keine APKV-Daten und keine Behauptung über interne Prozesse. Das Lab demonstriert eine einfache OLS-Rechnung; fünf Punkte reichen nicht für belastbare Inferenz.

Ziel & Voraussetzungen

Ziel: Für x=[0,1,2,3,4] und y=[1,3,2,5,4] Steigung, Achsenabschnitt, Vorhersagen, Residuen, SSE und R² ohne Fremdpaket reproduzieren.

  • Python 3; keine Fremdpakete und keine Dateien als Input.
  • Ein Prädiktor, Achsenabschnitt und nichtkonstantes x.
  • Das Beispiel prüft Arithmetik, nicht Normalität, Generalisation oder Kausalität.

Ausführen

  1. Skript öffnen oder speichern.
  2. Im Projektstamm python3 labs/ols_diagnostics.py ausführen.
  3. Einen y-Wert stark verändern und beobachten, wie Koeffizienten und Residuen reagieren.
slope = sum((xi-xbar)*(yi-ybar) for xi, yi in zip(x, y)) / sum((xi-xbar)**2 for xi in x)
intercept = ybar - slope*xbar
residuals = [yi-(intercept+slope*xi) for xi, yi in zip(x, y)]

Erwartetes Ergebnis

Achsenabschnitt: 1.400
Steigung: 0.800
Residuen: [-0.4, 0.8, -1.0, 1.2, -0.6]
SSE: 3.600
R²: 0.640

Interpretation: OLS minimiert hier die quadrierten In-sample-Residuen. R² vergleicht SSE mit der Streuung um ȳ. Weder Zahl belegt richtige funktionale Form, unabhängige Fehler, externe Gültigkeit oder Kausalität.

Diagnose & Fallstricke

  • Prüfe Residuen gegen x, Fits sowie Reihenfolge; ein Muster widerspricht der Modellform.
  • Ein einflussreicher Punkt kann die Gerade stark drehen; nicht automatisch löschen, sondern Herkunft und Zielpopulation klären.
  • Für neue Daten den Split vor Feature Engineering festlegen; dieses Lab hat bewusst keinen Performance-Claim.
  • Aufräumen ist nicht nötig: Das Skript schreibt keine Dateien.

Transferfrage

Welche Annahmen brauchst du nur für klassische Standardfehler und Intervalle, welche bereits für eine sinnvolle bedingte Mittelwertfunktion, und welche zusätzlich für kausale Interpretation?

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