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2022年高中數(shù)學(xué)(北師大版)選修1-2教案:第1章 運(yùn)用線性回歸思想做出預(yù)測
一、已知兩個變量間呈線性相關(guān)關(guān)系如何做出預(yù)測
當(dāng)兩個變量間呈線性相關(guān)關(guān)系時,兩個變量間就可以確定相應(yīng)的線性回歸直線方程。而線性回歸方程畢竟不同于確定的直線方程,由線性回歸方程所得到值只能是一個估計值。正是通過這種方式,對許多實際應(yīng)用問題,我們都可以先去論證兩個變量間呈線性相關(guān)關(guān)系,然后獲得相應(yīng)的線性回歸直線方程,最后,把代入線性回歸方程得到估計值。
例1、關(guān)于某設(shè)備的使用年限和所支出的維修費(fèi)用(萬元),有如
下的統(tǒng)計資料:
x
2
3
4
5
6
y
2.2
3.8
5.5
2、
6.5
7.0
如由資料可知對呈線性相關(guān)關(guān)系. 試求:
(1)線性回歸方程;(2)估計使用年限為10年時,維修費(fèi)用是多少?
解:(1)
于是.
所以線性回歸方程為:
(2)當(dāng)時,
即估計使用10年是維修費(fèi)用是12.38萬元.
點評:已知呈線性相關(guān)關(guān)系,就無須進(jìn)行相關(guān)性檢驗.否則,應(yīng)先進(jìn)行相關(guān)性檢驗,若兩個變量不具備相關(guān)關(guān)系,或者說,它們之間相關(guān)關(guān)系不顯著,即使求出回歸方程也是毫無意義的,而且用其估計和預(yù)測的量也是不可信的.
二、不確定兩個變量間是否呈線性相關(guān)關(guān)系如何做出預(yù)測
在沒有確定兩個變量間是否呈線性相關(guān)關(guān)系時,就需要先論證兩個變量間呈線性相關(guān)關(guān)
3、系,這就是相關(guān)性檢驗。
檢驗如下:
(1)作統(tǒng)計假設(shè):與不具有線性相關(guān)關(guān)系。
(2)根據(jù)小概率0.05與在相關(guān)性檢驗的臨界值表中查出(相關(guān)系數(shù))的一個臨界值。
(3)根據(jù)樣本相關(guān)系數(shù)計算公式計算出的值。
(4)作統(tǒng)計推斷。如果,表明有95%的把握認(rèn)為與之間具有線性相關(guān)關(guān)系。
(5)如果,我們沒有理由拒絕原來的假設(shè)。這時尋找線性回歸直線方程是毫無意義的。
例2、一個車間為了規(guī)定工時定額,須要確定加工零件所花費(fèi)的時間,為此進(jìn)行了10次實驗,測得的數(shù)據(jù)如下:
零件個數(shù)x(個)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
加工時間y(分)
62
4、
68
75
81
89
95
102
108
115
122
(1)與是否具有線性相關(guān)關(guān)系?
(2)如果與具有線性相關(guān)關(guān)系,求回歸直線方程。并據(jù)此估計加工200個零件所用的時間為多少?
解:(1)
.
于是:
又查得相應(yīng)于顯著性水平0.05和的相關(guān)系數(shù)臨界值
,由知,與具有線性相關(guān)關(guān)系。
(2)設(shè)所求的回歸直線方程為,同時,利用上表可得
,
.
即所求的回歸直線方程為.
(3)當(dāng)時,的估計值
.故加工200個零件時所用的工時約為189個.
點評:作相關(guān)性檢驗有時也用畫散點圖,觀察所給的數(shù)據(jù)列成的點是否在一條直線的附近,這樣做既直觀又方便,因而對解相關(guān)性檢驗問題常用,但在許多實際問題中,有時很難說這些點是不是分布在一條直線的附近,這時就很難判斷兩個變量之間是否有相關(guān)關(guān)系,這時就應(yīng)該利用樣本的相關(guān)系數(shù)對其進(jìn)行相關(guān)性檢驗;這種方法雖然較為繁瑣,但卻非常準(zhǔn)確.在計算中應(yīng)該特別注意要細(xì)心,不可出現(xiàn)計算的錯誤,也可借助于計算器等進(jìn)行有關(guān)計算.