颜色表示应答 y 的高度(红色=高/蓝色=低)。白圆表示驻点 (X₁, X₂),箭头表示原点出发的最陡上升方向。虚线框为设计范围 |x|≤r。
$$y = \beta_0 + \mathbf{x}^T \beta + \mathbf{x}^T B \mathbf{x},\quad \nabla y = 0 \Rightarrow x_0 = -\frac{1}{2}B^{-1}\beta$$
x₀ 是响应曲面的驻点。B 是二次项的对称矩阵 [[2β₁₁, β₁₂],[β₁₂, 2β₂₂]]。驻点处的应答 y₀ 由 β₀ + xᵀβ + xᵀBx 代入 x₀ 得出。
$$\det(B-\lambda I)=0\Rightarrow \lambda_{1,2}=\tfrac{1}{2}\!\left[\tfrac{a_{11}+a_{22}}{2}\pm\sqrt{\bigl(\tfrac{a_{11}-a_{22}}{2}\bigr)^{2}+a_{12}^{2}}\right]$$
B 的特征值 λ₁, λ₂(a₁₁=2β₁₁, a₂₂=2β₂₂, a₁₂=β₁₂)。两个都为负→最大点,都为正→最小点,符号相反→鞍点(saddle)。
$$R^{2}\approx\frac{\lVert\beta\rVert}{\lVert\beta\rVert+3\sigma}\quad(\text{signal-to-noise estimate})$$
由线性项的大小 ‖β‖ 与残差 σ 比值估计决定系数。残差增大会使 R² 下降,模型拟合度恶化。