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1、高二數(shù)學(xué)選修1 回歸分析的基本思想及其初步應(yīng)用(三)
教學(xué)要求:通過典型案例的探究,進(jìn)一步了解回歸分析的基本思想、方法及初步應(yīng)用.
教學(xué)重點(diǎn):通過探究使學(xué)生體會(huì)有些非線性模型通過變換可以轉(zhuǎn)化為線性回歸模型,了解在解決實(shí)際問題的過程中尋找更好的模型的方法.
教學(xué)難點(diǎn):了解常用函數(shù)的圖象特點(diǎn),選擇不同的模型建模,并通過比較相關(guān)指數(shù)對(duì)不同的模型進(jìn)行比較.
教學(xué)過程:
一、復(fù)習(xí)準(zhǔn)備:
1. 給出例3:一只紅鈴蟲的產(chǎn)卵數(shù)和溫度有關(guān),現(xiàn)收集了7組觀測(cè)數(shù)據(jù)列于下表中,試建立與之間的回歸方程.
溫度
21
23
25
27
29
32
35
產(chǎn)卵數(shù)個(gè)
7
1
2、1
21
24
66
115
325
(學(xué)生描述步驟,教師演示)
2. 討論:觀察右圖中的散點(diǎn)圖,發(fā)現(xiàn)樣本點(diǎn)并沒有分布在某個(gè)帶狀區(qū)域內(nèi),即兩個(gè)變量不呈線性相關(guān)關(guān)系,所以不能直接用線性回歸方程來建立兩個(gè)變量之間的關(guān)系.
二、講授新課:
1. 探究非線性回歸方程的確定:
① 如果散點(diǎn)圖中的點(diǎn)分布在一個(gè)直線狀帶形區(qū)域,可以選線性回歸模型來建模;如果散點(diǎn)圖中的點(diǎn)分布在一個(gè)曲線狀帶形區(qū)域,就需選擇非線性回歸模型來建模.
② 根據(jù)已有的函數(shù)知識(shí),可以發(fā)現(xiàn)樣本點(diǎn)分布在某一條指數(shù)函數(shù)曲線y=的周圍(其中是待定的參數(shù)),故可用指數(shù)函數(shù)模型來擬合這兩個(gè)變量.
③ 在上式兩邊取對(duì)
3、數(shù),得,再令,則,而與間的關(guān)系如下:
X
21
23
25
27
29
32
35
z
1.946
2.398
3.045
3.178
4.190
4.745
5.784
觀察與的散點(diǎn)圖,可以發(fā)現(xiàn)變換后樣本點(diǎn)分布在一條直線的附近,因此可以用線性回歸方程來擬合.
④ 利用計(jì)算器算得,與間的線性回歸方程為,因此紅鈴蟲的產(chǎn)卵數(shù)對(duì)溫度的非線性回歸方程為.
⑤ 利用回歸方程探究非線性回歸問題,可按“作散點(diǎn)圖建模確定方程”這三個(gè)步驟進(jìn)行.
其關(guān)鍵在于如何通過適當(dāng)?shù)淖儞Q,將非線性回歸問題轉(zhuǎn)化成線性回歸問題.
2. 小結(jié):用回歸方程探究非線性回歸問題的方法、步驟.
三、鞏固練習(xí):
為了研究某種細(xì)菌隨時(shí)間x變化,繁殖的個(gè)數(shù),收集數(shù)據(jù)如下:
天數(shù)x/天
1
2
3
4
5
6
繁殖個(gè)數(shù)y/個(gè)
6
12
25
49
95
190
(1)用天數(shù)作解釋變量,繁殖個(gè)數(shù)作預(yù)報(bào)變量,作出這些數(shù)據(jù)的散點(diǎn)圖;
(2)試求出預(yù)報(bào)變量對(duì)解釋變量的回歸方程.(答案:所求非線性回歸方程為.)