2016_2017学年高中数学第三章统计案例3.1第2课时残差分析及回归模型的选择学案

2026/4/27 22:38:27

?xi?1102i?70903,?y?277119,?xiyi?132938.

2ii?1i?11010 r=132938?10?77.7?165.7(70903?10?77.7)?(277119?10?165.7)22?0.808.

因为|r|接近1,所以可得两个变量有较强的线性相关关系. 例2 变式训练

解析:由题意可知:x?18,y?45.4,

?xi?152i?1600,?xiyi?3992,

i?15?=代入公式可知b?xy?5xyii

i?1

5

5

?=y-b?x=87.7 , =-2.35, a?x

i?1

2

i

?5x2

?=-2.35x+87.7. 故所求回归直线方程为y列出残差表为:

1.2 10.6 2yi??yi -0.1 4.6 -2.4 -2.4 0.3 -4.4 1 -8.4 yi?y 5所以,?(yi??yi)?8.3,?(yi?y)2?229.2,

i?1i?15代入公式可知R=1-

2

yi)?(yi??52?(y?y)ii?1i?15≈0.964.

2因为0.964接近于1,所以该模型的拟合效果好. 例3 变式训练

x解析:(1)在y?cd的两边取自然对数,可以得到lny?lnc?xlnd.设lny?z,

lnc?a,lnd?b,则z?a?bx,则由已知数据可以得到下表: x/min 1 2 3 4 5 y?mg? 39.8 32.2 25.4 20.3 16.2 z?lny 3.684 3.472 3.235 3.011 2.785 6 13.3 2.588 ???0.2244, 线性回归方程为z??3.926,b??3.9055?0.2119x, 由公式计算得a即lnc?3.9055,lnd??0.2219,所以c?49.675,d?0.8010,

9

根据测量数据估计c?49.675,d?0.8010.

??49.675?0.8010x, (2)由(1)知y与x之间的关系为y10?=49.675?0.8010?5.4. 当x?10时,y所以估计化学反应进行到10min时未转化物质的量为5.4mg.

四、随堂练习 1. 答案:C

解析:从散点图可以看出,x与y没有线性相关关系,因而r的值接近于0. 2.答案:A

??t?bs?,可得出t?bs??a?.所??a?,则a??y?bx?,即 a解析:设回归直线方程为?y?bx以点(s,t)在回归直线上,所以直线l1与l2一定有公共点(s,t). 3.答案:D

解析:由两个变量的相关系数公式可知,相关程度的强弱|r|与1的接近程度有关,|r|越接近1,相关程度越大;|r|越接近0,相关程度越小.

4.答案:D

解析:当各点分布在一条直线附近时,相关系数最大,由图中可知,A、B、C、E四点分布在一条直线附近,而D点远离这条直线,故去掉D点后,相关性最强,相关系数最大.

??1.23x?0.08 5.y??bx??a,依题意可知,b?1.23,又样本点的中心(4,5)在直线解析:设回归直线方程为y??1.23x?0.08. 上,即5?1.23?4?a即a?0.08,所以回归直线的方程为y6.解:由题意可以列表如下:

i xi yi xi yi 1 2 30 60 522 4 40 160 523 6 50 300 54 5 60 300 5 8 70 560 x?5,y?50,?xi?145,?yi?13500,?xiyi?1380 i?1i?1i?1由上代入公式可得r?1380?5?5?50(145?5?5)(1350?5?50)22?0.92,

因为|r|接近于1,说明广告费用和销售额之间具有显著线性关系. 五、课后作业 1. 答案:A

10

解:因为销量与价格负相关,由函数关系考虑为减函数可排除B、D,根据回归直线方程

?的统计学意义知不能为负数,再排除C选项,所以选A. ???bx?中by?a2.答案:A

解析:r越接近于1,拟合效果越好。 3.答案:x?1.5,y?10 解析:由3.4?x?2.5?4.4?5.23.5?6.2?y?11.3?x?1.5,7.75??y?10

444.答案:34?3n

?y解析:因为

i?1nin?2??xi?1nin?3??yi?2??xi?3n?34?3n.

i?1i?1nn5.解析:对y?a?b1作一个变换,将其转化成线性问题.为此,令t?,则得线性关系式xxy?a?bt,化归到线性回归方程.

将上表中的数据作相应的变换,得下表:

t y 0.5 106.42 0.33 0.25 0.2 0.143 0.125 0.1 0.067 0.056 108.20 109.58 109.50 110.00 109.93 110.49 110.90 111.00 ^用最小二乘法,易得线性回归方程为y?111.5?^9.8991最后回代t=,可得y?111.5?,

xx9.899, x故当x?20时,预报值y ?111.5?^9.867?111.01. 206.解析:(1)由图看出,样本点呈条状分布,有比较好的线性相关关系,因此可以用线性回归方程刻画它们之间的关系.

设回归方程为?y?bx?a,x?30.36,y?43.5,?xi2?5101.51,?yi2?9511.43.

i?1i?122555xy?1320,y?1892.25,x?921.7296,?xiyi?6746.76.

i?1由b??xy?5xyiii?155?xi?1i2?5x2?0.2911,a?y?bx?34.32.

11

故所求的回归直线方程为?y?34.32?0.29x.

当x=56.7时,?y?34.32?0.29?56.7?50.763.估计成熟期有效穗50.763.

(2)由于y?bx?a?e,可以算得ei?yi?y?i分别为 e1?0.73,e2?1.098,e3??0.12,e4??1.83,e5?2.004,

5残差平方和:

?ei2?9.11782.

i?15(3)总偏差平方和:

?(yi?y)2?50.18,

i?1回归平方和:50.18-9.11782=41.06218,R2?41.0621850.18?0.818.

所以解释变量、小麦基本苗数对总效应约贡献了81.8%. 残差变量贡献了约1-81.8%=18.2%.

12


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