第6講 各種データ解析法

因子分析

因子得点の推定

因子負荷量を推定し,因子軸の回転により各因子の解釈ができたら,次は因子得点を推定する.

因子得点の推定量を f^ki とおき,各変量の線形式により推定することを考える.

f^ki=j=1pβkjzji,    k=1,,m,    i=1,,n
最小二乗法により,βkj を求める.
Qk=i=1n(fkif^ki)2=i=1n(fkij=1pβkjzji)2
Qkbetakj で偏微分して 0 とおくと,
Qkβkj=2i=1nzji(fkij=1pβkjzji)=0
i=1nzji(fkij=1pβkjzji)=0
i=1nzjifkii=1nzjij=1pβkjzji=0
i=1nzjij=1pβkjzji=i=1nzjifki
j=1pβkji=1nzjizji=i=1nzjifki     (1)
ここで,zjizji の相関係数を rjj とおくと,
rjj=Cov[zj,zj]V[zj]V[zj]=Cov[zj,zj]=E[zjzj]E[zj]E[zj]=E[zjzj]=1ni=1nzjizji
よって,
i=1nzjizji=nrjj     (2)
また,
i=1nzjifki=i=1n(k=1majkfki+eji)fki=i=1n(k=1majkfkifki+fkieji)=i=1nk=1majkfkifki+i=1nfkieji=k=1majki=1nfkifki+i=1nfkieji     (3)
kk に対して Cov[fk,fk]=0 であるので,
Cov[fk,fk]=E[fkfk]E[fk]E[fk]=E[fkfk]=1ni=1nfkifki
 i=1nfkifki=0
k=k に対し,Cov[fk,fk]=V[fk]=1 であるので,
Cov[fk,fk]=1ni=1nfkifki=1
 i=1nfkifki=n
両条件を合わせると,
i=1nfkifki=δkkn     (4)
また,fkej は無相関であるので,
i=1nfkieji=0     (5)
(4) と (5) を (3) に代入すると,
i=1nzjifki=k=1majki=1nfkifki+i=1nfkieji=k=1majkδkkn=ajkn     (6)
(2) と (6) を (1) に代入すると,
j=1pβkjnrjj=ajkn
 j=1pβkjrjj=ajk
これより,k=1,,m に対して,
{βk1r11++βkpr1p=a1kβk1rp1++βkprpp=apk
行列で表現すると,
(r11r1prp1rpp)(βk1βkp)=(a1kapk)
(βk1βkp)=(r11r1prp1rpp)1(a1kapk)=(r11r1prp1rpp)(a1kapk)
ただし,rjj は相関行列 R=(rjj) の逆行列の要素 (j, j) とする. これより,
βkj=j=1pajkrjj