高中数学 第三章 统计案例 3_2 回归分析学案(无答案)新人教a版选修2-3

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1、经自查我局不存在应列未列单位账户、账簿的各类财政性资金,不存在套取财政性资金设立“小金库”或隐瞒、转移、私分国有资产和财政性资金等问题。3.2 回归分析教学目标(1)通过实例引入线性回归模型,感受产生随机误差的原因;(2)通过对回归模型的合理性等问题的研究,渗透线性回归分析的思想和方法;(3)能求出简单实际问题的线性回归方程教学重点,难点线性回归模型的建立和线性回归系数的最佳估计值的探求方法教学过程一问题情境1 情境:对一作直线运动的质点的运动过程观测了次,得到如下表所示的数据,试估计当x=时的位置y的值时刻/s位置观测值/cm根据数学(必修)中的有关内容,解决这个问题的方法是:先作散点图,如

2、下图所示:从散点图中可以看出,样本点呈直线趋势,时间与位置观测值y之间有着较好的线性关系因此可以用线性回归方程来刻画它们之间的关系根据线性回归的系数公式,可以得到线性回归方为,所以当时,由线性回归方程可以估计其位置值为2问题:在时刻时,质点的运动位置一定是吗?二学生活动思考,讨论:这些点并不都在同一条直线上,上述直线并不能精确地反映与之间的关系,的值不能由完全确定,它们之间是统计相关关系,的实际值与估计值之间存在着误差三建构数学1线性回归模型的定义:我们将用于估计值的线性函数作为确定性函数;的实际值与估计值之间的误差记为,称之为随机误差;将称为线性回归模型说明:(1)产生随机误差的主要原因有:

3、所用的确定性函数不恰当引起的误差;忽略了某些因素的影响;存在观测误差 (2)对于线性回归模型,我们应该考虑下面两个问题:模型是否合理(这个问题在下一节课解决);在模型合理的情况下,如何估计,?2探求线性回归系数的最佳估计值:对于问题,设有对观测数据,根据线性回归模型,对于每一个,对应的随机误差项,我们希望总误差越小越好,即要使越小越好所以,只要求出使取得最小值时的,值作为,的估计值,记为,注:这里的就是拟合直线上的点到点的距离用什么方法求,?回忆数学3(必修)“24线性回归方程”P71“热茶问题”中求,的方法:最小二乘法利用最小二乘法可以得到,的计算公式为,其中,由此得到的直线就称为这对数据的

4、回归直线,此直线方程即为线性回归方程其中,分别为,的估计值,称为回归截距,称为回归系数,称为回归值在前面质点运动的线性回归方程中,3 线性回归方程中,的意义是:以为基数,每增加1个单位,相应地平均增加个单位;四数学运用1例题:例1下表给出了我国从年至年人口数据资料,试根据表中数据估计我国年的人口数年份人口数/百万例2 某地区对本地的企业进行了一次抽样调查,下表是这次抽查中所得到的各企业的人均资本(万元)与人均产出(万元)的数据:人均资本/万元人均产出/万元 (1)设与之间具有近似关系(为常数),试根据表中数据估计和的值; (2)估计企业人均资本为万元时的人均产出(精确到)3.2 回归分析(2)

5、教学目标(1)通过实例了解相关系数的概念和性质,感受相关性检验的作用;(2)能对相关系数进行显著性检验,并解决简单的回归分析问题;(3)进一步了解回归的基本思想、方法及初步应用教学重点,难点相关系数的性质及其显著性检验的基本思想、操作步骤教学过程一问题情境1情境:下面是一组数据的散点图,若求出相应的线性回归方程,求出的线性回归方程可以用作预测和估计吗?2问题:思考、讨论:求得的线性回归方程是否有实际意义二学生活动对任意给定的样本数据,由计算公式都可以求出相应的线性回归方程,但求得的线性回归方程未必有实际意义左图中的散点明显不在一条直线附近,不能进行线性拟合,求得的线性回归方程是没有实际意义的;

6、右图中的散点基本上在一条直线附近,我们可以粗略地估计两个变量间有线性相关关系,但它们线性相关的程度如何,如何较为精确地刻画线性相关关系呢?这就是上节课提到的问题,即模型的合理性问题为了回答这个问题,我们需要对变量与的线性相关性进行检验(简称相关性检验)三建构数学1相关系数的计算公式:对于,随机取到的对数据,样本相关系数的计算公式为2相关系数的性质: (1); (2)越接近与1,的线性相关程度越强; (3)越接近与0,的线性相关程度越弱可见,一条回归直线有多大的预测功能,和变量间的相关系数密切相关3对相关系数进行显著性检验的步骤: 相关系数的绝对值与1接近到什么程度才表明利用线性回归模型比较合理

7、呢?这需要对相关系数进行显著性检验对此,在统计上有明确的检验方法,基本步骤是:(1)提出统计假设:变量,不具有线性相关关系;(2)如果以的把握作出推断,那么可以根据与(是样本容量)在附录(教材P111)中查出一个的临界值(其中称为检验水平);(3)计算样本相关系数;(4)作出统计推断:若,则否定,表明有的把握认为变量与之间具有线性相关关系;若,则没有理由拒绝,即就目前数据而言,没有充分理由认为变量与之间具有线性相关关系说明:1对相关系数进行显著性检验,一般取检验水平,即可靠程度为2这里的指的是线性相关系数,的绝对值很小,只是说明线性相关程度低,不一定不相关,可能是非线性相关的某种关系3这里的是

8、对抽样数据而言的有时即使,两者也不一定是线性相关的故在统计分析时,不能就数据论数据,要结合实际情况进行合理解释4对于上节课的例1,可按下面的过程进行检验:(1)作统计假设:与不具有线性相关关系;(2)由检验水平与在附录中查得;(3)根据公式得相关系数;(4)因为,即,所以有的把握认为与之间具有线性相关关系,线性回归方程为是有意义的四数学运用1例题:例1下表是随机抽取的对母女的身高数据,试根据这些数据探讨与之间的关系母亲身高女儿身高例2要分析学生高中入学的数学成绩对高一年级数学学习的影响,在高一年级学生中随机抽取名学生,分析他们入学的数学成绩和高一年级期末数学考试成绩如下表:学生编号入学成绩高一期末成绩(1)计算入学成绩与高一期末成绩的相关系数;(2)如果与之间具有线性相关关系,求线性回归方程;(3)若某学生入学数学成绩为分,试估计他高一期末数学考试成绩经自查我局不存在违规接待、超标准接待和用公款购买赠送礼品、有价证券等问题;不存在借各种名义变相安排公务接待,或内部接待公私不分,违规公款吃喝、公款消费、

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