怎麼用
選「兩欄分開」,把 X 和 Y 各貼一組;或選「成對貼上」,從 Excel 複製兩欄直接貼上。貼上後結果會即時更新,不必按計算。小數位數只影響顯示,計算用未捨入的數字。想知道某個 x 對應的預測值,在「預測」欄輸入即可。
皮爾森相關係數 r
皮爾森相關係數衡量兩組數字之間線性關係的方向與緊密程度,範圍是 −1 到 1。r 為正是正相關,x 變大時 y 傾向變大;r 為負是負相關,x 變大時 y 傾向變小;r=0 表示沒有線性關係。r 只衡量直線關係,兩組數字可能有明顯的曲線關係,r 卻接近 0。
x̄ = Σx ÷ n;ȳ = Σy ÷ n
Sxx = Σ(x − x̄)2;Syy = Σ(y − ȳ)2
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ)
r = Sxy ÷ √(Sxx × Syy)
決定係數 r²
r² 是 r 的平方,介於 0 到 1。它代表迴歸直線解釋了 y 的變異中的多少比例,其餘的部分則是直線沒有解釋到的。r² 沒有正負號,所以方向要看 r 或斜率 b。
最小平方法迴歸直線
最小平方法找出一條直線 y = a + bx,讓每個資料點到直線的垂直距離平方和最小。解出來的斜率與截距是:
斜率 b = Sxy ÷ Sxx
截距 a = ȳ − b × x̄
直線一定通過 (x̄, ȳ) 這一點。b 為負時,本頁把式子寫成 y = a − |b|x。
例題:讀書時數與考試分數
某班 8 位同學的每週讀書時數 x(小時)與考試分數 y 如下,也就是「填入範例」的資料:
| x(小時) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| y(分) | 52 | 55 | 61 | 60 | 68 | 72 | 75 | 83 |
n=8,x̄=4.5,ȳ=65.75。Sxx=42,Syy=787.5,Sxy=179。
r = 179 ÷ √(42 × 787.5) ≈ 0.9842,r² ≈ 0.9687。斜率 b = 179 ÷ 42 ≈ 4.2619,截距 a = 65.75 − 4.2619 × 4.5 ≈ 46.5714,迴歸式為 y ≈ 46.5714 + 4.2619x。在預測欄輸入 x=6,得到 ŷ ≈ 72.1429;輸入 x=9 則超出原資料範圍(1 到 8),屬外插,只能當參考。
注意事項
- 相關不等於因果:r 再大也不能證明 x 造成 y。
- 離群值會大幅影響 r 和迴歸直線,一個遠離其他點的資料就可能讓結果明顯改變。建議先看散佈圖。
- 外插要小心:x 超出原資料範圍時,直線是否仍成立無從得知。
- r 只描述線性關係;點排成曲線時,用直線去描述並不適當。
Excel 函式對照
| 本頁結果 | Excel 函式 |
|---|---|
| r | CORREL |
| r² | RSQ |
| 斜率 b | SLOPE |
| 截距 a | INTERCEPT |
限制
使用瀏覽器浮點數計算。最多接受 5,000 對;至少需要 2 對,且 X 不能全部相同。計算步驟表最多列前 200 列,合計列使用全部資料。
常見問題
相關係數 r 的範圍是多少?
r 一定落在 −1 到 1 之間。r 為正表示 x 變大時 y 傾向變大,r 為負表示 x 變大時 y 傾向變小,r=0 表示兩者之間沒有線性關係。r=1 或 −1 時,所有點剛好排在同一條直線上。
r 和 r² 有什麼不同?
r 帶有正負號,描述方向;r² 是 r 的平方,永遠介於 0 到 1,代表迴歸直線解釋了 y 變異的多少比例。例如 r² 等於 0.9687,表示 y 的變異有 96.87% 可以由這條直線解釋。
相關係數高,就表示 x 造成 y 嗎?
不能這樣推論。相關係數只描述兩組數字一起變動的線性程度,不能證明因果。可能是 x 影響 y、y 影響 x,也可能另有因素同時影響兩者。
Excel 的 CORREL、SLOPE、INTERCEPT 對應本頁哪個欄位?
CORREL 對應 r,RSQ 對應 r²,SLOPE 對應斜率 b,INTERCEPT 對應截距 a。用這些函式時,請確認 X 與 Y 兩個範圍放對位置,並且筆數相同。
為什麼顯示「X 全部相同,無法計算」?
如果每一筆 x 都一樣,Sxx 等於 0,斜率 b=Sxy÷Sxx 的分母是 0,相關係數也無法定義,所以本頁不計算。請確認 X 欄的數字是否貼對。
Y 全部相同時,結果會是什麼?
這時 Syy 等於 0,r 的分母是 0,所以 r 與 r² 無法計算;但迴歸直線仍存在,是一條水平線,斜率 b=0、截距 a=ȳ,本頁照列。
預測的 x 超出資料範圍怎麼辦?
迴歸式是用你輸入的資料範圍算出來的。x 超出這個範圍屬於外插,直線是否仍成立無從得知,本頁會標示「超出原資料範圍,屬外插,結果僅供參考」。
從 Excel 貼上兩欄要注意什麼?
選「成對貼上」,把兩欄一起複製貼進來,每行會是 x、y 一對(以 Tab 分隔)。請不要輸入千分位逗號:1,234 會被當成 1 與 234 兩個數字。無法解析的行會列出並略過。
資料來源
- NIST Dataplot Reference Manual:CORRELATION(英文)
- NIST/SEMATECH e-Handbook:Linear Least Squares Regression(英文)
相關工具
本頁資料查核日期:2026 年 10 月。計算結果依你輸入的數字與所選方法產生,報告、論文或品質判定請依所屬單位規定的方法確認。