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1、2022年高中數(shù)學(xué) 第一章 概率與統(tǒng)計(第12課)線性回歸(2) 教案 湘教版選修2
教學(xué)目的:
1 進一步熟悉回歸直線方程的求法
2.加深對回歸直線方程意義的理解
3. 增強學(xué)生應(yīng)用回歸直線方程解決相關(guān)實際問題的意識掌握樣本相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗的方法
教學(xué)重點:準確求出回歸直線方程
教學(xué)難點:樣本相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗的方法
授課類型:新授課
課時安排:1課時
教 具:多媒體、實物投影儀
教學(xué)過程:
一、復(fù)習(xí)引入:
1.相關(guān)關(guān)系的概念
當自變量一定時,因變量的取值帶有一定的隨機性的兩個變量之間的關(guān)系稱為相關(guān)關(guān)系
相關(guān)關(guān)系是非隨機變量與隨機變量之間的關(guān)系
2、,函數(shù)關(guān)系是兩個非隨機變量之間的關(guān)系,是一種因果關(guān)系,而相關(guān)關(guān)系不一定是因果關(guān)系,所以相關(guān)關(guān)系與函數(shù)關(guān)系不同,其變量具有隨機性,因此相關(guān)關(guān)系是一種非確定性關(guān)系(有因果關(guān)系,也有伴隨關(guān)系).因此,相關(guān)關(guān)系與函數(shù)關(guān)系的異同點如下:
相同點:均是指兩個變量的關(guān)系
不同點:函數(shù)關(guān)系是一種確定的關(guān)系;而相關(guān)關(guān)系是一種非確定關(guān)系;函數(shù)關(guān)系是自變量與因變量之間的關(guān)系,這種關(guān)系是兩個非隨機變量的關(guān)系;而相關(guān)關(guān)系是非隨機變量與隨機變量的關(guān)系.
2.回歸分析: 對具有相關(guān)關(guān)系的兩個變量進行統(tǒng)計分析的方法叫做回歸分析通俗地講,回歸分析是尋找相關(guān)關(guān)系中非確定性關(guān)系的某種確定性
3.散點圖:表示具有相關(guān)關(guān)系
3、的兩個變量的一組數(shù)據(jù)的圖形叫做散點圖.散點圖形象地反映了各對數(shù)據(jù)的密切程度粗略地看,散點分布具有一定的規(guī)律
4. 回歸直線
設(shè)所求的直線方程為,其中a、b是待定系數(shù).
, ,
相應(yīng)的直線叫做回歸直線,對兩個變量所進行的上述統(tǒng)計分析叫做回歸分析
二、講解新課:
1.相關(guān)系數(shù):相關(guān)系數(shù)是因果統(tǒng)計學(xué)家皮爾遜提出的,對于變量y與x的一組觀測值,把
=
叫做變量y與x之間的樣本相關(guān)系數(shù),簡稱相關(guān)系數(shù),用它來衡量兩個變量之間的線性相關(guān)程度.
2.相關(guān)系數(shù)的性質(zhì): ≤1,且越接近1,相關(guān)程度越大;且越接近0,相關(guān)程度越小.
3.顯著性水平:顯著性水平是統(tǒng)計假設(shè)
4、檢驗中的一個概念,它是公認的小概率事件的概率值它必須在每一次統(tǒng)計檢驗之前確定
4. 顯著性檢驗:(相關(guān)系數(shù)檢驗的步驟)由顯著性水平和自由度查表得出臨界值,顯著性水平一般取0.01和0.05,自由度為n-2,其中n是數(shù)據(jù)的個數(shù)在“相關(guān)系數(shù)檢驗的臨界值表”查出與顯著性水平0.05或0.01及自由度n-2(n為觀測值組數(shù))相應(yīng)的相關(guān)數(shù)臨界值r0 05或r0 01;例如n=7時,r0.05=0.754,r0.01=0.874 求得的相關(guān)系數(shù)r和臨界值r0.05比較,若r>r0.05,上面y與x是線性相關(guān)的,當≤r0 05或r0 01,認為線性關(guān)系不顯著
結(jié)論:討論若干變量是否線性相關(guān),必須先進
5、行相關(guān)性檢驗,在確認線性相關(guān)后,再求回歸直線;
通過兩個變量是否線性相關(guān)的估計,實際上就是把非確定性問題轉(zhuǎn)化成確定性問題來研究;
我們研究的對象是兩個變量的線性相關(guān)關(guān)系,還可以研究多個變量的相關(guān)問題,這在今后的學(xué)習(xí)中會進一步學(xué)到
三、講解范例:
例1.在7塊并排、形狀大小相同的試驗田上進行施化肥量對水稻產(chǎn)量影響的試驗,得數(shù)據(jù)如下(單位:kg)
施化肥量x
15
20
25
30
35
40
45
水稻產(chǎn)量y
330
345
365
405
445
450
455
1)畫出散點圖如下:
2)檢驗相關(guān)系數(shù)r的顯著性水平:
i
1
2
3
6、4
5
6
7
xi
15
20
25
30
35
40
45
yi
330
345
365
405
445
450
455
xiyi
4950
6950
9125
12150
15575
18000
20475
=30,=399.3,=7000,=1132725,=87175
r==≈0.9733,在“相關(guān)系數(shù)檢驗的臨界值表”查出與顯著性水平0.05及自由度7-2=5相應(yīng)的相關(guān)數(shù)臨界值r0 05=0.754<0.9733,這說明水稻產(chǎn)量與施化肥量之間存在線性相關(guān)關(guān)系.
3)設(shè)回歸直線方程,利用
計算a,b, 得b=
a=399
7、.3-4.75×30≈257,則回歸直線方程
例2.一個工廠在某年里每月產(chǎn)品的總成本y(萬元)與該月產(chǎn)量x(萬件)之間由如下一組數(shù)據(jù):
x
1.08
1.12
1.19
1.28
1.36
1.48
1.59
1.68
1.80
1.87
1.98
2.07
y
2.25
2.37
2.40
2.55
2.64
2.75
2.92
3.03
3.14
3.26
3.36
3.50
1)畫出散點圖;2)檢驗相關(guān)系數(shù)r的顯著性水平;3)求月總成本y與月產(chǎn)量x之間的回歸直線方程.
解:
i
1
2
3
4
5
6
7
8、
8
9
10
11
12
xi
1.08
1.12
1.19
1.28
1.36
1.48
1.59
1.68
1.80
1.87
1.98
2.07
yi
2.25
2.37
2.40
2.55
2.64
2.75
2.92
3.03
3.14
3.26
3.36
3.50
xiyi
2.43
2.264
2.856
3.264
3.590
4.07
4.643
5.090
5.652
6.096
6.653
7.245
=,==2.8475,=29.808,=99.2081,=54.243
1)畫
9、出散點圖:
2)r=
=
在“相關(guān)系數(shù)檢驗的臨界值表”查出與顯著性水平0.05及自由度12-2=10相應(yīng)的相關(guān)數(shù)臨界值r0 05=0.576<0.997891, 這說明每月產(chǎn)品的總成本y(萬元)與該月產(chǎn)量x(萬件)之間存在線性相關(guān)關(guān)系.
3)設(shè)回歸直線方程,
利用,計算a,b,得b≈1.215, a=≈0.974,
∴回歸直線方程為:
四、課堂練習(xí):
1 .設(shè)有一個直線回歸方程為 ,則變量x 增加一個單位時( )
A. y 平均增加 1.5 個單位 B.
10、 y 平均增加 2 個單位
C. y 平均減少 1.5 個單位 D. y 平均減少 2 個單位
答案:C
2. 某醫(yī)院用光電比色計檢驗?zāi)蚬瘯r,得尿汞含量(毫克/升)與消光系數(shù)如下表:
尿汞含量x
2
4
6
8
10
消光系數(shù)y
64
138
205
285
360
①對變量y與x進行相關(guān)性檢驗;
②如果y與x之間具有線性相關(guān)關(guān)系,求回歸直線方程.
參考答案:
五、小結(jié) :一般情況下,在尚未斷定兩個變量之間是否具有線性相關(guān)關(guān)系的情況下,應(yīng)先進行相關(guān)性檢驗.在確認其具有線性相關(guān)關(guān)系后,再求其回歸直線方程;由部分數(shù)據(jù)得到的回歸直線,可以對兩個變量間的線性相關(guān)關(guān)系進行估計,這實際上是將非確定性的相關(guān)關(guān)系問題轉(zhuǎn)化成確定性的函數(shù)關(guān)系問題進行研究.由于回歸直線將部分觀測值所反映的規(guī)律性進行了延伸,它在情況預(yù)報、資料補充等方面有著廣泛的應(yīng)用
六、課后作業(yè):
七、板書設(shè)計(略)
八、課后記: