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Der Begriff Designmatrix (engl. design matrix) auch Datenmatrix kommt aus dem Teilgebiet Experimental Design, das sich mit dem statistisch optimalen Entwurf von Experimenten beschäftigt. In diesem Fall umfasst die Designmatrix alle Werte der unabhängigen Variablen. Da die Gesamtheit dieser Werte das experimentelle Design bestimmen, wird diese Matrix verwendet um ein bestimmtes Design zu charakterisieren.
Gleichzeitig kann man die Designmatrix aber auch als Basis für die Berechnung von Modellen benützen, da ja in der Designmatrix alle unabhängigen Variablen gespeichert sind. Auf das einfachste multiple lineare Modellierungsverfahren (die multiple lineare Regression) bezogen bedeutet dies, dass die Designmatrix die Matrix der Deskriptoren xj,i darstellt. Das für ein MLR-Modell aufzustellende Gleichungssystem lautet: