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Potenzregressions-Rechner

Die Punkte (1, 3), (2, 12), (4, 48) und (8, 192) liegen genau auf der Kurve 3·x²: a ist 3, b ist 2 und das logarithmische R² beträgt 1. Geben Sie positive x-y-Paare ein und erhalten Sie Koeffizient, Exponent und Güte der Anpassung. Kostenlos in Ihrem Browser.

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Wenn Sie eingeben
X
1, 2, 4, 8
Y
3, 12, 48, 192
Erhalten Sie
N
4
A
3
B
2
R-Quadrat (logarithmisch)
1

Die Potenzregression findet die Kurve y gleich a mal x hoch b, die am besten erklärt, wie eine streng positive Antwort mit einem streng positiven Prädiktor unter gewöhnlichen kleinsten Quadraten im Log-Raum wächst oder abnimmt. Natürliche Logarithmen verwandeln das Potenzmodell in eine Gerade: der Log von y ist gleich dem Log von a plus b mal dem Log von x. Das Anpassen dieser Geraden mit kleinsten Quadraten und das Exponenzieren des Achsenabschnitts liefert den Koeffizienten a zurück, während die Steigung der Exponent b ist. Studierende begegnen Potenzgesetzen in Algebra, Physik und Biologie, wenn sie Log-Log-Diagramme zeichnen und einen geraden Trend suchen; Analysten nutzen dieselbe geschlossene Form für allometrische Skalierung, Intensitäts-Dauer-Kurven und schnelle Magnitudenschätzungen, ohne ein vollständiges Statistikpaket zu öffnen.

So funktioniert die Potenzregression mit Log-Kleinste-Quadraten

Beginnen Sie mit mindestens zwei gepaarten Beobachtungen, bei denen jedes x und jedes y streng größer als null ist. Das Zielmodell ist y gleich a mal x hoch b. Der natürliche Logarithmus beider Seiten liefert ln y gleich ln a plus b mal ln x, also eine gewöhnliche lineare Gleichung in den transformierten Variablen.

Gewöhnliche kleinste Quadrate wählen dann die eindeutige Gerade im Log-Log-Raum, die die Summe der quadrierten vertikalen Residuen zwischen jedem beobachteten ln y und dem auf der Geraden vorhergesagten Wert minimiert.

Algebraisch ist das Minimum geschlossen: berechnen Sie die Stichprobenmittel von ln x und ln y, bilden Sie die zentrierten Summen Sxx der quadrierten Abweichungen von ln x vom Mittel und Sxy der Produkte von zentriertem ln x und ln y, setzen Sie den Exponenten b gleich Sxy geteilt durch Sxx, setzen Sie ln a gleich Mittel von ln y minus b mal Mittel von ln x und gewinnen Sie a durch Exponenzieren.

Vorhergesagte Werte auf der Originalskala sind a mal jedes x hoch b; die residuale Quadratsumme im Log-Raum ist die Summe der quadrierten Differenzen zwischen ln y und den Log-Geraden-Vorhersagen; die totale Quadratsumme im Log-Raum ist die Summe der quadrierten Abweichungen von ln y vom eigenen Mittel; R-Quadrat im Log-Raum ist eins minus residual über total. Nicht endliche Zahlen, leere Reihen, ein einzelner Punkt, ungleiche Längen, Nullen und negative Werte werden ebenso abgelehnt, bevor ein Fit versucht wird.

Lösungsschlüssel für Hausaufgaben und Prüfungen

Erzeugen Sie a, b, Log-Raum-R-Quadrat und Residualtabellen für positive gepaarte Lehrbuchdaten, damit Lehrkräfte und Autobewerter eine gemeinsame Referenzwahrheit teilen.

Allometrische und Skalierungsfits

Passen Sie Körpergröße versus Rate, Intensität versus Dauer oder ähnliche positive Potenzgesetz-Paare an und exportieren Sie die Gleichung für spätere Vorhersage.

Engineering-Magnitudentrends

Approximieren Sie Kosten, Verschleiß oder Signalstärke als a mal x hoch b und melden Sie die Koeffizienten ohne vollen Analytics-Stack.

Welche Methode verwendet dieser Potenzregressions-Rechner?

Log-Kleinste-Quadrate: transformieren Sie zu ln y = ln a + b·ln x, passen Sie gewöhnliche kleinste Quadrate im Log-Raum an und setzen Sie a = exp(A). Keine iterativen nichtlinearen Solver und keine Machine-Learning-Bibliotheken.

Warum müssen alle Werte positiv sein?

Das Modell nutzt natürliche Logarithmen von x und y.

Wie viele Punkte brauche ich?

Mindestens zwei endliche positive Paare. Ein Punkt kann unter kleinsten Quadraten keine eindeutige Potenzkurve bestimmen; zwei oder mehr mit Streuung in x sind erforderlich.

Was sagt das logarithmische R² aus?

Wie gut sich die Punkte in einem doppelt logarithmischen Diagramm auf einer Geraden aufreihen. Ein Wert von 1 bedeutet, dass sie genau auf der Potenzkurve liegen; kleinere Werte zeigen mehr Streuung.

Was passiert, wenn alle x-Werte gleich sind?

Dann lässt sich kein Exponent bestimmen, weil die Streuung der logarithmierten x-Werte null ist und der Nenner wegfällt. Der Rechner lehnt die Daten ab, statt einen unendlichen oder ungültigen Wert zu liefern.

Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/stat/power-regression

Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/stat/power-regression \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"x":"1, 2, 4, 8","y":"3, 12, 48, 192"}'
{
  "x": "1, 2, 4, 8",
  "y": "3, 12, 48, 192"
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "stat.power_regression",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

pro Anfrage$0.002

Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.

HTTPCodeBedeutung
401unauthorizedDer API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer).
402insufficient_balanceIhr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht.
404unknown_typeUnbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog.
429rate_limitedZu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

Dieser Rechner akzeptiert gepaarte Punkte als parallele x- und y-Listen oder als JSON-Array von Paaren, lehnt jeden nicht positiven Wert ab, weil Logarithmen dort undefiniert sind, und liefert bereinigte Reihen, a, b, R-Quadrat im Log-Raum, Residualdiagnostik und eine druckbare Gleichung.

So funktioniert die Potenzregression mit Log-Kleinste-Quadraten

Die Methode ist deterministische Gleitkommaarithmetik ohne Zufallssamen, ohne Wanduhren und ohne Netzwerkanrufe, sodass identische Eingaben stets dasselbe JSON erzeugen. Ist Sxx null, weil jedes x identisch ist, verschwindet der Nenner und es gibt keinen endlichen Exponenten; die Anfrage wird daher mit invalid_input abgelehnt statt Infinity oder NaN zurückzugeben.

Was Sie senden und was Sie zurückerhalten

Senden Sie positive gepaarte Daten in einer von zwei Formen. Mischen Sie points nicht mit getrennten x und y in derselben Anfrage. Mindestens zwei Paare sind erforderlich, und jede Koordinate muss streng positiv sein, damit natürliche Logarithmen definiert sind. Klassische Lehrbuchprüfungen umfassen x gleich eins, zwei, vier, acht mit y gleich drei, zwölf, achtundvierzig, hundertzweiundneunzig, was genau y gleich drei mal x zum Quadrat ist und a drei, b zwei sowie Log-R-Quadrat eins liefern soll. Entweder liefern Sie x und y als JSON-Arrays endlicher positiver Zahlen oder als durch Komma, Leerzeichen oder Semikolon getrennte Zeichenketten gleicher Länge, oder ein einzelnes points-Feld als JSON-Array zweielementiger [x, y]-Paare oder Objekte mit numerischen x- und y-Feldern. Fehlende Felder, leere Listen, nicht numerische Token, NaN, Infinity, Längenmismatch, nicht positive Werte und konstantes x scheitern mit invalid_input und werden nicht berechnet. Bei Erfolg enthält die Antwort n, bereinigte x- und y-Arrays, Koeffizient a, Exponent b, r_squared_log, mean_ln_x und mean_ln_y, sxx_log und sxy_log, ss_res_log und ss_tot_log, vorhergesagte Werte und Residuen auf der Originalskala, eine druckbare Gleichung der Form y gleich a mal x hoch b, die Methodenbezeichnung log_least_squares und eine kurze Formelnotiz. Der Preis erfolgreicher API-Aufrufe ist die veröffentlichte Basis von $0.002 pro Element; Validierungsfehler verbrauchen kein Prepaid-Guthaben.

Wo Potenzregressions-Rechner in der realen Arbeit auftreten

Labor- und Feldstudien passen allometrische Beziehungen wie Stoffwechselrate versus Körpermasse, Intensität versus Dauer oder Zählung versus Magnitude an und brauchen denselben Koeffizienten und Exponenten in jeder Laborgruppe. Engineering-Teams approximieren Verschleißkurven, Kosten-Skalierung mit der Größe oder Signalstärke mit der Distanz mit einem einfachen Potenzmodell, ohne einen vollen Notebook-Stack zu öffnen, und exportieren die Gleichung in Berichte. Wenn Sie später gewöhnliche lineare Regression auf der Originalskala, Polynomfits, Exponentialmodelle mit Basis-e-Zeittrend, reine Korrelationszusammenfassungen oder Residual-Hypothesentests brauchen, behandeln Sie diese als getrennte Suchintentionen und Landings statt diese Potenzregressions-Rechnerseite zu überladen. Schul- und Hochschulkurse vergeben ständig Potenzgesetz-Textaufgaben, Log-Log-Streudiagramme und Übungen zur Interpretation des Exponenten; ein einziges vertrauenswürdiges Orakel, das a, b und Log-Raum-R-Quadrat als sauberes JSON liefert, beschleunigt Bewertung und Demo-Aufbau. Weil diese Fähigkeit eine reine Parse-Engine ist, ist der API-Preis die veröffentlichte Basis von $0.002 pro erfolgreichem Element und fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet.

Was bedeutet r_squared_log?

Es ist der Anteil der Varianz von ln y, der durch die angepasste Log-Gerade erklärt wird. Es ist eins bei perfektem Potenzgesetz-Fit auf der transformierten Skala.

Was kostet es?

Das Browser-Werkzeug ist kostenlos und läuft lokal. API-Anfragen nutzen das Prepaid-KIT-Guthaben zu $0.002 pro erfolgreichem Element; ungültige Eingabe wird nicht berechnet.

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