内容正文:
§1
第七章 案例统计
§1 一元线性回归
1.1 直线拟合
1.2一元线性回归方程(第一课时)
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在现实生活中,反映量与量之间的函数关系非常普遍,但也存在一些量与量之间不满足函数关系,如人的身高与体重.一般说来,人的身高越高,体重就越重,二者确实有关系.但是身高相同的人,体重却不一定相同,也就是说,给定身高h没有唯一的体重m与之对应.在现实生活中,这样的例子还有很多,如人的年龄与血压、农作物的施肥量与产量等.
探究点1 多直线拟合与曲线拟合
探究导学
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为了了解人的身高与体重的关系,我们随机抽取9名15岁的男生,测得他们的身高(单 位:cm)、体重(单位:kg)如表7-1:
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
身高/cm 165 157 155 175 168 157 178 160 163
体重/kg 52 44 45 55 54 47 62 50 53
从表7-1中不难看出,同一身高157 cm对应着不同的体重44 kg和47 kg,即体重不是身高的函数.如果把身高看作横坐标、体重看作纵坐标,在平面直角坐标系中画出对应的点(如图7 - 1),就会发现,随着身高的增长,体重基本上呈现直线增加的趋势.
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1.在图7-1中,每个点对应的一对数据(xi, yi ),称为
成对数据.这些点构成的图称为散点图.
2.从散点图上可以看出,如果变量之间存在着某种关
系,这些点会有一个大致趋势,这种趋势通常可以用一条光滑的曲线来近似地描述.这样近似描述的过程称为曲线拟合.
3.若在两个变量x和y的散点图中,所有点看上去都在一条直线附近波动,此时就可以用一条直线 来近似地描述这两个量之间的关系,称之为直线拟合.
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2.以下四个散点图中,两个变量的关系适合用直线拟合描述的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
解析 ①③中的点分布在一条直线附近,适合直线拟合描述.
B
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探究点2 一元线性回归方程
对于给定的两个变量x和y(如身高和体重),可以把其成对的观测值(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)表示为平面直角坐标系中的n个点.
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一元线性回归方程
现在希望找到一条直线Y = bx+a,使得对每一个xi(i=1,2, …,n),由这个直线方程计算出来的值a+bi与实际观测值yi的差异尽可能小.为此,希望[y1-(a+bx1)]2+[y2-(a+bx2)]2+…+[yn-(a+bxn)]2达到最小.换句话说,我们希望a,b的取值能使上式达到最小.这个方法称为最小二乘法.
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1.直线方程___________称作Y关于X的 ,相应的直线称作Y关于X的 , 是这个 .
线性回归方程
回归直线
线性回归方程的系数
3.
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在这里需要强调的是:身高和体重之间并没有函数关系,我们得到的线性回归方程只是对其变化趋势的一种近似描述.对一个给定身高的人,人们可以用这个方程来估计这个人的体重,这是十分有意义的.
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例1 在本章1.1节的练习中,从散点图可以看出,某小卖部6天卖出热茶的杯数Y(单位:杯)与当天气温X(单位:°C)之间存在近似的线性关系.数据如表7-2.
(1)试用最小二乘法求岀Y关于X的线性回归方程;
(2)如果某天的气温是-3℃,请预测这天可能会
卖出热茶多少杯.
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先列表(如表7-3),并求得=,.
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进而,由.的表达式可得
=≈-1.648,=57.557.
于是,Y对X的线性回归方程为
Y = 57.557 —1.648X.
(2)由最小二乘法得出的线性回归方程可知,当某天的气温是-3℃时,卖出热茶的杯 数估计为
57. 557- 1. 648×( -3) = 62. 501≈63.
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D
x 0 1 2 3
y 1 3 5 7
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13
§1
一课一练 149 第3题
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§1
一课一练 149页 第5题
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§1
一课一练 150页 第13题
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§1
一课一练 155页 第2题
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§1
第七章 案例统计
§2成对数据的线性相关性
2.1 相关系数
2.2成对数据的线性相关性分析
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相关系数
一般地,设随机变量X,Y的n组观测值分别为(x1