AP Statistics

tung độ gốc

y-intercept

Còn gọi: y-intercept

Tung độ gốc là giá trị dự đoán của biến phản hồi khi biến giải thích bằng 0, ứng với điểm đường hồi quy cắt trục tung.

Trong mô hình hồi quy tuyến tính dạng y^=b0+b1x\hat{y} = b_0 + b_1 x, tung độ gốc chính là hệ số b0b_0, tức giá trị mà đường thẳng nhận được khi ta thay x=0x = 0. Về mặt hình học, đây là toạ độ điểm mà đường hồi quy bình phương tối thiểu cắt trục tung; còn về mặt thống kê, đó là giá trị dự đoán của biến phản hồi (response variable) khi biến giải thích (explanatory variable) bằng không. Vì gắn với một con số cụ thể trên trục yy, tung độ gốc luôn cần được diễn giải cùng đơn vị của biến phản hồi, chứ không đứng riêng như một con số trừu tượng.

Khi đề bài yêu cầu diễn giải tung độ gốc theo ngữ cảnh, câu trả lời chuẩn thường có dạng: 'Khi biến giải thích bằng 0, mô hình dự đoán biến phản hồi bằng b0b_0 đơn vị.' Tuy nhiên, học sinh cần thận trọng vì trong nhiều bài toán thực tế, giá trị x=0x = 0 không nằm trong phạm vi quan sát được, chẳng hạn số giờ học mỗi tuần hiếm khi bằng 0 đối với sinh viên trong mẫu khảo sát. Do đó việc diễn giải tung độ gốc trong trường hợp này trở thành một phép ngoại suy (extrapolation) vượt ra ngoài phạm vi dữ liệu, và kết quả dự đoán có thể không mang ý nghĩa thực tiễn dù công thức vẫn tính ra được.

Tung độ gốc luôn đi kèm với hệ số góc để xác định trọn vẹn đường hồi quy, nhưng hai đại lượng này mang ý nghĩa khác nhau: hệ số góc cho biết biến phản hồi thay đổi bao nhiêu khi biến giải thích tăng một đơn vị, còn tung độ gốc chỉ mô tả điểm khởi đầu của đường thẳng. Vì vậy khi phân tích một bảng kết quả hồi quy trên đề thi, thí sinh cần đọc đúng dòng hệ số ứng với hằng số để xác định tung độ gốc, tránh nhầm lẫn với hệ số góc nằm ở dòng biến giải thích.

Ký hiệub0b_0, β^0\hat{\beta}_0

Trực giác: Giống như số ki-lô-mét trên đồng hồ xe khi chưa lăn bánh — con số ban đầu trước khi mọi thứ bắt đầu thay đổi.

Công thức

y^=b0+b1x\hat{y} = \htmlClass{fp-0}{b_0} + \htmlClass{fp-1}{b_1 x}

Dùng khi viết phương trình đường hồi quy tuyến tính (linear regression) để đọc và diễn giải giá trị tung độ gốc trong ngữ cảnh bài toán.

Trong đó

y^\hat{y}giá trị dự đoán của biến phản hồib0b_0tung độ gốc, giá trị dự đoán khi x=0x=0b1b_1hệ số góc, mức thay đổi của y^\hat{y} ứng với một đơn vị xxxxbiến giải thích
b0=yˉb1xˉ\htmlClass{fp-0}{b_0} = \htmlClass{fp-1}{\bar{y}} - \htmlClass{fp-2}{b_1 \bar{x}}

Dùng khi cần tính giá trị b0b_0 từ hệ số góc b1b_1 và hai giá trị trung bình xˉ\bar{x}, yˉ\bar{y} của mẫu, thường xuất hiện trong phần chứng minh công thức bình phương tối thiểu (least squares).

Trong đó

b0b_0tung độ gốc của đường hồi quyyˉ\bar{y}trung bình mẫu của biến phản hồi yyb1b_1hệ số góc của đường hồi quyxˉ\bar{x}trung bình mẫu của biến giải thích xx

Khái niệm này sinh ra từ đâu

khoảng năm 1400 (từ "intercept" vào tiếng Anh)

Tên gọi bắt nguồn từ động từ tiếng Latinh intercipere ("chộp lấy giữa đường"), đi vào tiếng Anh khoảng năm 1400 với nghĩa "cắt ngang, chặn lại"; về sau hình học tọa độ mượn đúng hình ảnh đó để gọi điểm mà đồ thị cắt ngang trục tung (y-axis).

Trước khi trở thành một con số trong phương trình đường thẳng, từ này thuộc về ngôn ngữ của sự chặn bắt. Tiếng Latinh ghép inter ("giữa") với capere ("bắt, lấy") thành intercipere, nghĩa là tóm lấy một vật đang di chuyển trước khi nó tới đích. Khi tiếng Anh vay mượn, nghĩa đầu tiên vẫn là "cắt đứt" một đường hay chặn đà lan của dịch bệnh. Hình học tọa độ giữ nguyên hình ảnh ấy: đồ thị đang đi thì bị trục tung chặn lại, và chỗ va nhau chính là điểm cần gọi tên. Trong hồi quy, con số đó được ghi thành hằng số hồi quy (constant), tức giá trị của yy khi x=0x=0.

Vì sao mang đúng cái tên này? Gốc là intercipere trong tiếng Latinh, do inter ("giữa") ghép với dạng biến thể của capere ("bắt, nắm") tạo thành, nghĩa đen là "tóm lấy ở giữa đường đi". Có tài liệu kể rằng ở La Mã cổ, interceptores là những kỵ binh chuyên phục kích để cướp thư tín của đối phương, và chính nghĩa quân sự này theo từ đi vào tiếng Anh; dạng danh từ interceptor được ghi nhận từ thập niên 1590, còn nghĩa "cú chặn bóng" trong thể thao mãi tới năm 1821 mới xuất hiện. Vì vậy cái tên nghe có vẻ hiếu chiến lại rất hợp lý: đồ thị bị trục tung "chặn" lại ở đúng một điểm, và tọa độ đứng của điểm đó là thứ ta cần. Cách gọi tiếng Việt đi theo hướng mô tả vị trí: "tung độ" là tọa độ đo theo trục đứng, còn "gốc" chỉ chỗ x=0x=0. Dạng viết quen thuộc y=a+bxy=a+bx đặt số hạng này lên đầu, nên trong phần mềm thống kê nó thường mang nhãn hằng số thay vì tên hình học; cách viết y=mx+by=mx+b thì được gọi là dạng hệ số góc – tung độ gốc (slope-intercept form).

Thử nghiệm tương tác

Kéo đám điểm ra xa x = 0 — nhìn tung độ gốc văng đi

Kéo đám điểm ra xa x = 0 — nhìn tung độ gốc văng đi

Kéo tham số, thấy khái niệm chuyển động — mở khoá bằng tài khoản 0đ.

Tạo tài khoản miễn phí

Hay hiểu sai

Tung độ gốc không phải lúc nào cũng có ý nghĩa thực tế.

Diễn giải tung độ gốc mà thiếu chữ "dự đoán" thì mất điểm.

Đừng lẫn tung độ gốc với hệ số góc khi đọc bảng kết quả hồi quy.

Đường hồi quy không bắt buộc đi qua gốc tọa độ.

Mẹo phòng thi

Viết diễn giải theo đúng khuôn: ngữ cảnh, đơn vị, chữ "dự đoán".

Khi đề cho dữ liệu đã lấy logarit, đừng diễn giải tung độ gốc như mô hình gốc.

Dùng máy tính đồ thị để lấy aabb, nhưng phải biết máy gọi tên thế nào.

Tần suất trong đề AP StatisticsHay gặp

Ví dụ có lời giải

1Ví dụ 1/2
Một cố vấn học tập muốn biết số giờ tự học mỗi tuần có liên hệ tuyến tính với điểm trung bình tích lũy (GPA) của sinh viên hay không. Cô chọn ngẫu nhiên 25 sinh viên, ghi lại số giờ tự học mỗi tuần (x, đơn vị: giờ) và GPA (y, thang 4.0) của từng người. Số giờ tự học trong mẫu dao động từ 5 đến 22 giờ. Phần mềm cho kết quả hồi quy tuyến tính như sau: PredictorCoefSE CoefTPConstant2.1480.173512.380.000Hours0.05240.00766.890.000 S = 0.2149, R-Sq = 67.2%
  1. aViết phương trình đường hồi quy dự báo và giải thích ý nghĩa của tung độ gốc trong ngữ cảnh bài toán.
  2. bCách giải thích ở câu (a) có thực sự có ý nghĩa thực tiễn với bộ dữ liệu này không? Giải thích.
  3. cDự báo GPA của một sinh viên tự học 12 giờ mỗi tuần, và cho biết tỉ lệ biến thiên của GPA không được mô hình giải thích.
1Bước 1: Đọc bảng kết quả theo đúng vai trò của từng dòng. Dòng "Constant" cho tung độ gốc a=2.148a = 2.148, còn dòng "Hours" cho hệ số góc (slope) b=0.0524b = 0.0524. Vì vậy phương trình dự báo là y^=2.148+0.0524x\hat{y} = 2.148 + 0.0524x, trong đó y^\hat{y} là GPA dự báo và xx là số giờ tự học mỗi tuần. Dấu mũ trên yy nhắc rằng đây là giá trị dự báo chứ không phải GPA thật của một sinh viên cụ thể.
2Bước 2: Tung độ gốc là giá trị của y^\hat{y} khi x=0x = 0, nên chỉ cần thay x=0x = 0 vào phương trình: y^=2.148+0.0524(0)=2.148\hat{y} = 2.148 + 0.0524(0) = 2.148. Con số này nói rằng mô hình dự báo GPA bằng 2.1482.148 cho một sinh viên tự học 00 giờ mỗi tuần. Khi viết câu trả lời, phải gắn đủ ba yếu tố: giá trị dự báo, biến yy kèm đơn vị, và điều kiện x=0x = 0 diễn đạt bằng lời.
3Bước 3: Xét xem x=0x = 0 có nằm trong phạm vi dữ liệu hay không. Số giờ tự học quan sát được chỉ trải từ 55 đến 2222 giờ, nên x=0x = 0 nằm ngoài khoảng đó. Dùng mô hình ở một giá trị ngoài phạm vi dữ liệu là ngoại suy (extrapolation), và không có bằng chứng nào cho thấy quan hệ tuyến tính còn đúng ở đó. Do đó tung độ gốc ở đây chỉ đóng vai trò neo đường thẳng về mặt toán học, không nên hiểu như một dự báo đáng tin cho sinh viên hoàn toàn không tự học.
4Bước 4: Với x=12x = 12 (nằm gọn trong khoảng 55 đến 2222 nên đây là nội suy hợp lệ), ta có y^=2.148+0.0524(12)=2.148+0.6288=2.77682.78\hat{y} = 2.148 + 0.0524(12) = 2.148 + 0.6288 = 2.7768 \approx 2.78. Hệ số xác định (coefficient of determination) R2=0.672R^2 = 0.672 cho biết mô hình giải thích được 67.2%67.2\% biến thiên của GPA, nên phần không giải thích được là 10.672=0.3281 - 0.672 = 0.328, tức 32.8%32.8\%.

Đường hồi quy là y^=2.148+0.0524x\hat{y} = 2.148 + 0.0524x. Tung độ gốc 2.1482.148 nghĩa là mô hình dự báo GPA khoảng 2.1482.148 cho một sinh viên tự học 00 giờ mỗi tuần; tuy nhiên vì dữ liệu chỉ có số giờ tự học từ 55 đến 2222, giá trị này là kết quả ngoại suy và không nên diễn giải như một dự báo thực tế. Với 1212 giờ tự học mỗi tuần, GPA dự báo là khoảng 2.782.78, và có 32.8%32.8\% biến thiên của GPA trong mẫu không được mô hình tuyến tính theo số giờ tự học giải thích.

2Ví dụ 2/2
Một giáo viên thể dục ghi lại chiều cao (x, đơn vị: cm, tính từ mốc thực tế) và số lần bật nhảy chạm bảng trong một phút (y) của 30 học sinh, nhưng chỉ lưu lại các thống kê tóm tắt thay vì bảng số liệu gốc. Kết quả: xˉ=8.4\bar{x} = 8.4, sx=2.5s_x = 2.5, yˉ=76.2\bar{y} = 76.2, sy=9.4s_y = 9.4 và hệ số tương quan r=0.68r = 0.68. Ở đây biến xx là số đề-xi-mét vượt trên mốc 150150 cm, và giá trị xx nhỏ nhất trong mẫu là 3.13.1.
  1. aTính hệ số góc và tung độ gốc của đường hồi quy bình phương tối thiểu, rồi viết phương trình dự báo.
  2. bGiải thích ý nghĩa của tung độ gốc trong ngữ cảnh và bình luận về mức độ tin cậy của cách giải thích đó.
1Bước 1: Khi chỉ có thống kê tóm tắt, hệ số góc được tính từ công thức b=rsysxb = r\dfrac{s_y}{s_x}. Thay số: b=0.68×9.42.5=0.68×3.76=2.5568b = 0.68 \times \dfrac{9.4}{2.5} = 0.68 \times 3.76 = 2.5568. Nghĩa là mỗi khi xx tăng thêm 11 đơn vị (tức cao thêm 1010 cm), số lần bật nhảy dự báo tăng thêm khoảng 2.562.56 lần.
2Bước 2: Đường hồi quy bình phương tối thiểu luôn đi qua điểm (xˉ,yˉ)(\bar{x}, \bar{y}), và chính tính chất đó cho ta công thức a=yˉbxˉa = \bar{y} - b\bar{x}. Thay số: a=76.22.5568×8.4=76.221.47712=54.7228854.72a = 76.2 - 2.5568 \times 8.4 = 76.2 - 21.47712 = 54.72288 \approx 54.72. Vậy phương trình dự báo là y^=54.72+2.557x\hat{y} = 54.72 + 2.557x.
3Bước 3: Kiểm tra lại bằng cách thay x=xˉ=8.4x = \bar{x} = 8.4 vào phương trình: y^=54.72288+2.5568(8.4)=54.72288+21.47712=76.2\hat{y} = 54.72288 + 2.5568(8.4) = 54.72288 + 21.47712 = 76.2, đúng bằng yˉ\bar{y}. Phép thử này xác nhận tung độ gốc đã tính đúng, vì nếu aa sai thì đường thẳng sẽ không còn đi qua điểm trung bình.
4Bước 4: Diễn giải tung độ gốc bằng cách đặt x=0x = 0: mô hình dự báo khoảng 54.7254.72 lần bật nhảy cho một học sinh cao đúng 150150 cm. Nhưng giá trị xx nhỏ nhất trong mẫu là 3.13.1, nên x=0x = 0 nằm ngoài phạm vi quan sát; hơn nữa 00 cách xˉ\bar{x} tới 8.4/2.5=3.368.4/2.5 = 3.36 độ lệch chuẩn (standard deviation). Vì vậy đây tiếp tục là một trường hợp ngoại suy, và con số 54.7254.72 chỉ nên xem là tham số định vị đường thẳng.

Đường hồi quy bình phương tối thiểu là y^=54.72+2.557x\hat{y} = 54.72 + 2.557x. Tung độ gốc 54.7254.72 có nghĩa: mô hình dự báo một học sinh cao đúng 150150 cm (ứng với x=0x = 0) sẽ bật nhảy chạm bảng khoảng 54.7254.72 lần trong một phút. Tuy nhiên vì mẫu không chứa học sinh nào có xx dưới 3.13.1, giá trị dự báo này nằm ngoài vùng dữ liệu và không đáng tin; nó chủ yếu giữ vai trò xác định vị trí của đường thẳng trên mặt phẳng tọa độ.

Bạn nắm chắc chưa?

Quiz câu thật từ ngân hàng đề

Vài câu thật gắn đúng khái niệm này, chấm ngay kèm giải thích từng đáp án — hệ thống ghi nhớ bạn nắm tới đâu.

Tạo tài khoản miễn phí

Học tiếp từ đây

Bài học chứa thuật ngữ nàyHồi quy bình phương tối thiểuPhân tích hồi quy · khoá AP Statistics
Mục tiêu và lộ trình unit xem miễn phí — làm bài tập và lưu tiến độ cần tài khoản 0đ.

Hay nhầm với

Khác nhau ở đâuTung độ gốc là một con số cố định của đường hồi quy, ứng riêng với x=0x = 0. Giá trị dự đoán thay đổi theo từng giá trị xx được thay vào.
Hay nhầm khiKhi đề yêu cầu diễn giải ý nghĩa hệ số trong ngữ cảnh, thí sinh hay mô tả tung độ gốc như dự đoán chung thay vì nói rõ đó là dự đoán khi biến giải thích bằng 0.

Cùng chủ đề

Nguồn tham khảo

  1. [1]Barron_AP_Stat_2026. tr. 27, 41, 57.

Biên soạn bởi DucklingStudy, bản quyền thuộc DucklingStudy. Xuất bản .