最新高三教案-第一章概率与统计(第2018课)线性回归(1) 精品
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数学建模——线性回归分析实用精品教案一、教学内容本节课选自高中数学教材《数学建模》第四章“数据的拟合与回归”第二节“线性回归分析”。
详细内容包括:线性回归模型的建立,最小二乘法求解线性回归方程,线性回归方程的显著性检验,以及利用线性回归方程进行预测。
二、教学目标1. 理解线性回归分析的基本概念,掌握线性回归方程的建立方法。
2. 学会运用最小二乘法求解线性回归方程,并能解释线性回归方程的参数意义。
3. 能够对线性回归方程进行显著性检验,利用线性回归方程进行预测。
三、教学难点与重点教学难点:最小二乘法的推导和应用,线性回归方程的显著性检验。
教学重点:线性回归模型的建立,线性回归方程的求解及其应用。
四、教具与学具准备教具:多媒体课件,黑板,粉笔。
学具:计算器,草稿纸,直尺,铅笔。
五、教学过程1. 实践情景引入:展示一组关于身高和体重的数据,引导学生思考身高和体重之间的关系。
2. 例题讲解:(1)建立线性回归模型,引导学生根据散点图判断变量间的线性关系。
(2)利用最小二乘法求解线性回归方程,解释方程参数的意义。
(3)对线性回归方程进行显著性检验,判断方程的有效性。
3. 随堂练习:(1)给出另一组数据,让学生尝试建立线性回归模型并求解。
(2)对所求线性回归方程进行显著性检验,并利用方程进行预测。
六、板书设计1. 线性回归模型2. 最小二乘法3. 线性回归方程的显著性检验4. 线性回归方程的应用七、作业设计1. 作业题目:(1)根据给定的数据,建立线性回归模型,求解线性回归方程。
(2)对所求线性回归方程进行显著性检验,并利用方程预测某学生的体重。
2. 答案:(1)线性回归方程为:y = 0.8x + 50(2)显著性检验:F = 40.23,P < 0.01,说明线性回归方程具有显著性。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思:本节课学生对线性回归分析的理解和应用能力得到了提升,但仍有个别学生对最小二乘法的推导和应用感到困难,需要在课后加强辅导。
线性回归方程教学目标:(1)了解非确定性关系中两个变量的统计方法; (2)掌握散点图的画法及在统计中的作用; (3)掌握回归直线方程的实际应用。
教学重点: 线性回归方程的求解。
教学难点: 回归直线方程在现实生活与生产中的应用。
教学过程: 一、复习练习1.下例说法不正确的是( B )A.在线性回归分析中,x 和y 都是变量;B.变量之间的关系若是非确定关系,那么x 不能由y 唯一确定;C.由两个变量所对应的散点图,可判断变量之间有无相关关系;D.相关关系是一种非确定性关系.2.已知回归方程81.05.0ˆ-=x y,则x =25时, y 的估计值为__11.69____. 3.三点)24,11(),20,7(),10,3(的线性回归方程是 ( D ) A x y 75.175.1ˆ-= B x y 75.575.1ˆ+=C x y 75.575.1ˆ-=D x y 75.175.1ˆ+=4.我们考虑两个表示变量x 与y 之间的关系的模型,δ为误差项,模型如下: 模型1:x y 46+=:;模型2:e x y ++=46. (1)如果1,3==e x ,分别求两个模型中y 的值; (2)分别说明以上两个模型是确定性模型还是随机模型. 解 (1)模型1:y=6+4x=6+4×3=18; 模型2:y=6+4x+e=6+4×3+1=19.(2)模型1中相同的x 值一定得到相同的y 值.所以是确定性模型;模型2中相同的x 值,因 δ不同,且δ为误差项是随机的,所以模型2是随机性模型。
二、典例分析例1、一个车间为了规定工时定额,需要确定加工零件所花费的时间.为此进行了10次试验,测得数据如下:零件个数x (个) 10 20 30 40 50 607080 90 100加工时间y (分)62 68 75 81 89 95 102 108 115 122请判断y 与x 是否具有线性相关关系,如果y 与x 具有线性相关关系,求线性回归方程.解:在直角坐标系中画出数据的散点图,直观判断散点在一条直线附近,故具有线性相关关系.由测得的数据表可知:1010102211155,91.7,38500,87777,55950i i i i i i i x y x y x y ========∑∑∑1011022211055950105591.70.66838500105510i ii i i x y x yb x x==--⨯⨯∴==≈-⨯-∑∑91.70.6685554.96a y bx =-=-⨯≈因此,所求线性回归方程为0.66854.96y bx a x =+=+ 例2、已知10只狗的血球体积及红血球数的测量值如下:x45 42 46 48 42 35 58 40 39 50y6.53 6.30 9.527.50 6.99 5.90 9.49 6.20 6.598.72x (血球体积,ml ),y (红血球数,百万)(1)画出上表的散点图;(2)求出回归直线方程并画出图形.解:1(45424648423558403950)44.5010x =+++++++++=1(6.53 6.309.527.50 6.99 5.909.49 6.20 6.558.72)10y =+++++++++=7.37设回归直线方程为y bx a =+则10110221100.17510i ii ii x y x yb xx==-==-∑∑ a y bx =-= -0.418所以所求回归直线的方程为0.1750.148y x =-例3、以下是收集到的新房屋销售价格y 与房屋的大小x 的数据:房屋大小x (2m ) 80 105 110 115] 135 销售价格y (万元)18.42221.624.829.2(1)画出数据的散点图;(2)用最小二乘法估计求线性回归方程,并在散点图中加上回归直线;(3)计算此时(,)Q a b 和(2,0.2)Q 的值,并作比较. 解:(1)(2)55115,545,109,116,23.2,i i i i n x x y y =======∑∑5521160952,12952ii i i i xx y ====∑∑25129525451160.1962,23.20.1962109 1.8166560952545b a ⨯-⨯=≈=-⨯≈⨯-所以,线性回归方程为0.1962 1.8166y x =+ (3) (1.8166,0.1962) 5.171,(2,0.2)7.0Q Q ≈≈由此可知,求得的 1.8166,0.9162a b ==是函数Q(a,b)取最小值的a ,b 值.三、课堂练习1.为了考察两个变量x 和y 之间的线性相关性,甲乙两位同学各自独立做了10次和15次实验,并且利用线性回归直线分别为1l ,2l ,已知两人获得的实验数据中,变量x 和y 的数据平均值都相等,且分别为s,t 那么下例说话正确的是( )A .直线1l 和2l 一定有公共点(s,t)B .直线1l 和2l 相交,但交点不一定是(s,t)销售价格y(万元)05101520253035050100150销售价格y(万元)C .必有1l // 2lD .1l 和2l 与必定重合2.已知关于某设备的使用年限x 与所支出的维修费用y (万元),有如下统计资料: 使用年限x 2 3 4 5 6 维修费用y2.23.85.56.57.0设y 对x 程线性相关关系.试求:(1)线性回归方程ˆy bx a =+的回归系数a,b ; (2)估计使用年限为10年时,维修费用多少?四、回顾小结:求线性回归方程的步骤:(1)x y (2)x y x y (3)i i i i 计算平均数、,计算与的积,求,计算,,∑∑∑x y ii 22(4)将上述有关结果代入公式,求b ,a 写出回归直线方程. 五、课外作业: 课本第82页第9题.。
第1页 共4页课题:§2.3.1线性回归方程(1) 一.教学任务分析:(1)通过收集现实问题中两个有关联变量的数据作出散点图,并利用散点图直观认识变量间的相关关系.(2) 了解最小二乘法的含义,知道最小二乘法的思想,能根据给出的线性回归方程系数公式建立线性回归方程.(3)在两个变量具有线性相关关系时,会在散点图中作出线性回归直线,会用线性回归方程进行预测.二.教学重点与难点:教学重点:回归直线方程的求解方法. 教学难点:回归直线方程的求解方法. ↓↓↓1.创设情景,揭示课题6个数对所表示的点在坐标系内标出,得到散点图.从散点图可以看出.这些点大致分布在通过散点图中心的一条直线的附近.如果散点图中点的分布从整体看大致分布在一条直线的附近,我们称这两个变量之间具有线性相关关系,这条直线叫回归直线.如果能够求出这条回归直线的方程,我们就可以比较清楚的了解热茶销量与气温之间的关系.第2页 共4页2.最小二乘法选择怎样的直线近似地表示热茶销量与气温之间的关系? 我们有多种思考方案:(1)选择能反映直线变化的两个点,例如取(4,50),(18,24)这两点的直线; (2)取一条直线,使得位于该直线一侧和另一侧的点的个数基本相同;(3)多取几组点,确定几条直线方程,再分别算出各条直线斜率、截距的平均值,作为所求直线的斜率、截距; ………………怎样的直线最好呢? ------从整体上看,各点与此直线的距离最小.即: 用方程为ˆybx a =+的直线拟合散点图中的点,应使得该直线与散点图中的点最接近.那么,怎样衡量直线ˆybx a =+与图中六个点的接近程度呢? 我们将表中给出的自变量x 的六个值带入直线方程,得到相应的六个ˆy的值: 26,18,13,10,4,b a b a b a b a b a b a +++++-+.这六个值与表中相应的实际值应该越接近越好.所以,我们用类似于估计平均数时的思想,考虑离差的平方和:22222222(,)(2620)(1824)(1334)(1038)(450)(64)12866140382046010172Q a b b a b a b a b a b a b a b a ab b a =+-++-++-++-++-+-+-=++--+(,)Q a b 是直线ˆybx a =+与各散点在垂直方向(纵轴方向)上的距离的平方和,可以用来衡量直线ˆybx a =+与图中六个点的接近程度,所以,设法取,a b 的值,使(,)Q a b 达到最小值.这种方法叫做最小平方法(又称最小二乘法) .先把a 看作常数,那么Q 是关于b 的二次函数.易知,当140382021286a b -=-⨯时, Q 取得最小值.同理, 把b 看作常数,那么Q 是关于a 的二次函数.当14046012b a -=-时, Q 取得最小值.因此,当14038202128614046012a b b a -⎧=-⎪⎪⨯⎨-⎪=-⎪⎩时,Q 取得最小值,由此解得 1.6477,57.5568b a ≈-≈.所求直线方程为ˆ 1.647757.5568yx =-+.当5x =-时,ˆ66y ≈,故当气温为5-0C 时,热茶销量约为66杯.3.线性回归方程的求解方法当,a b 使1122()()...()n n Q y bx a y bx a y bx a =--+--++--取得最小值时,就称ˆybx a =+为拟合这n 对数据的线性回归方程,该方程所表示的直线称为回归直线.第3页 共4页上述式子展开后,是一个关于,a b 的二次多项式,应用配方法,可求出使Q 为最小值时的,a b 的值.即⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=--=---=---=--==-=--∑∑∑∑x b y a x n x yx n y x x x y y x x b n i i n i i i n i i n i i i 212111)())((,(*) ∑==n i i x n x 11, ∑==n i i y n y 11 线性回归方程是ˆybx a =+,其中b 是回归方程的斜率,a 是截距.系数 4.求线性回归方程的步骤:(1)计算平均数y x ,;(2)计算i i y x 与的积,求∑iiyx ;(3)计算∑2ix;(4)将结果代入公式∑∑=---=--=n i i ni ii xn x yx n yx b 1221,求b ;(5)用 x b y a -=,求a ; (6)写出回归方程5. 线性回归方程的应用解:(1)散点图(略).故可得到 2573075.43.399,75.430770003.399307871752≈⨯-=≈⨯-⨯⨯-=a b从而得回归直线方程是^ 4.75257y x=+.6.小结:对一组数据进行线性回归分析时,应先画出其散点图,看其是否呈直线形,再依系数,a b 的计算公式,算出,a b7.课外作业:<随堂导练>P45-46.第4页共4页。
线性回归分析教案一、引言线性回归是一种常用的统计分析方法,用于研究两个连续型变量之间的线性关系。
在实际应用中,线性回归广泛用于经济学、社会学、医学等领域,用于预测和解释变量之间的关系。
本教案将介绍线性回归的基本原理、模型设定和参数估计方法,以帮助学生深入理解线性回归的概念和应用。
二、教学目标1.了解线性回归的基本原理和假设。
2.学习线性回归模型的设定和参数估计方法。
3.能够使用统计软件实现线性回归模型的计算。
4.掌握线性回归模型的解释和预测能力。
5.理解线性回归模型的运用场景和限制条件。
三、教学内容1.线性回归的基本原理1.1 线性关系的定义1.2 线性回归模型的基本假设1.3 线性回归模型的优点和局限性2.线性回归模型的设定2.1 简单线性回归模型及其参数估计2.2 多元线性回归模型及其参数估计2.3 线性回归模型的变量选择方法3.线性回归模型的参数估计3.1 最小二乘法估计3.2 参数估计的性质和假设检验3.3 模型评估和诊断4.线性回归模型的解释和预测4.1 理解回归系数的含义4.2 判断模型对观测数据的拟合程度4.3 利用回归模型进行预测五、教学方法1.理论讲解与示范通过讲解线性回归的基本原理和模型设定,带领学生了解线性回归模型的概念和应用。
同时,通过实例演示和统计软件的使用展示线性回归模型的计算过程。
2.实践操作与练习在课堂上,安排学生利用统计软件进行线性回归模型的实际计算,并结合具体数据集进行模型拟合和预测操作。
通过实际操作提高学生对线性回归模型的应用能力。
3.案例分析与讨论将一些实际问题、经济数据或社会调查数据与线性回归模型结合,引导学生对模型结果进行解读和讨论,提高学生对模型解释和应用的理解。
六、教学评估1.课堂小测验在课程结束前进行一次小测验,考察学生对线性回归的理解程度和应用能力。
2.作业和项目布置线性回归相关的作业和项目,要求学生独立完成线性回归模型的建立和分析,以检验学生对所学知识的掌握程度。
高中数学回归讲解教案
教案主题:回归分析
教学目标:
1. 了解回归分析的基本概念和原理
2. 掌握简单线性回归分析和多元线性回归分析的计算方法
3. 能够应用回归分析方法解决实际问题
4. 培养学生的数理统计思维和分析能力
教学内容:
1. 回归分析的概念和基本原理
2. 简单线性回归分析
3. 多元线性回归分析
4. 实际问题的回归分析方法应用
教学步骤:
第一步:导入(5分钟)
介绍回归分析的基本概念和作用,引起学生对回归分析的兴趣和重要性。
第二步:简单线性回归分析(20分钟)
1. 讲解简单线性回归的定义和公式
2. 演示简单线性回归的计算方法
3. 给出一个简单线性回归的实例,让学生自行计算
第三步:多元线性回归分析(20分钟)
1. 讲解多元线性回归的定义和公式
2. 演示多元线性回归的计算方法
3. 给出一个多元线性回归的实例,让学生自行计算
第四步:实际问题应用(15分钟)
1. 给出一个实际问题,让学生利用回归分析方法进行分析
2. 引导学生思考回归分析在实际问题中的应用价值
第五步:总结(10分钟)
1. 总结回归分析的基本原理和方法
2. 强调回归分析在实际问题中的重要性和应用价值
3. 解答学生的问题并进行互动交流
教学反思:
通过本节课的教学,学生了解了回归分析的基本概念和原理,掌握了简单线性回归和多元线性回归的计算方法,并通过实际问题的应用进行了综合训练。
同时,也培养了学生的数理统计思维和分析能力,提高了他们解决实际问题的能力。
希望学生能够在今后的学习和工作中,充分运用回归分析方法,发挥其应用价值。
《回归分析课程教案》课件第一章:引言1.1 课程目标让学生了解回归分析的基本概念和应用领域。
让学生掌握回归分析的基本原理和方法。
培养学生应用回归分析解决实际问题的能力。
1.2 教学内容回归分析的定义和分类回归分析的应用领域回归分析的基本原理和方法1.3 教学方法讲授法:讲解回归分析的基本概念和原理。
案例分析法:分析实际案例,让学生了解回归分析的应用。
1.4 教学资源课件:介绍回归分析的基本概念和原理。
案例:提供实际案例,让学生进行分析。
1.5 教学评估课堂讨论:学生参与课堂讨论,回答问题。
第二章:一元线性回归分析2.1 教学目标让学生了解一元线性回归分析的基本概念和原理。
让学生掌握一元线性回归模型的建立和估计方法。
培养学生应用一元线性回归分析解决实际问题的能力。
2.2 教学内容一元线性回归分析的定义和特点一元线性回归模型的建立和估计方法一元线性回归模型的检验和预测2.3 教学方法讲授法:讲解一元线性回归分析的基本概念和原理。
数据分析法:分析实际数据,让学生了解一元线性回归模型的建立和估计方法。
2.4 教学资源课件:介绍一元线性回归分析的基本概念和原理。
数据分析软件:用于一元线性回归模型的建立和估计。
2.5 教学评估课堂练习:学生进行课堂练习,应用一元线性回归分析解决实际问题。
第三章:多元线性回归分析3.1 教学目标让学生了解多元线性回归分析的基本概念和原理。
让学生掌握多元线性回归模型的建立和估计方法。
培养学生应用多元线性回归分析解决实际问题的能力。
3.2 教学内容多元线性回归分析的定义和特点多元线性回归模型的建立和估计方法多元线性回归模型的检验和预测3.3 教学方法讲授法:讲解多元线性回归分析的基本概念和原理。
数据分析法:分析实际数据,让学生了解多元线性回归模型的建立和估计方法。
3.4 教学资源课件:介绍多元线性回归分析的基本概念和原理。
数据分析软件:用于多元线性回归模型的建立和估计。
3.5 教学评估课堂练习:学生进行课堂练习,应用多元线性回归分析解决实际问题。
高中数学备课教案数理统计中的线性回归与相关系数高中数学备课教案:数理统计中的线性回归与相关系数引言:在数理统计中,线性回归与相关系数是非常重要的概念和工具。
线性回归可以用来建立变量之间的线性关系模型,帮助我们预测或解释变量之间的关系;相关系数则能够衡量变量之间的相关性强弱。
本教案将针对高中数学的教学要求,详细介绍线性回归与相关系数的概念、计算方法以及实际应用。
一、线性回归的概念和原理1.1 线性回归的基本概念线性回归是一种建立自变量与因变量之间线性关系的模型。
在数理统计中,我们常常使用最小二乘法来拟合线性回归模型,即找到一条直线使得实际观测数据点到该直线的距离最小。
1.2 线性回归的原理线性回归的原理基于统计学中的回归分析。
我们利用已知数据点进行拟合,并通过方程预测或解释变量之间的关系。
通过最小二乘法,我们可以求得斜率和截距,进而建立线性回归模型。
二、线性回归的计算方法2.1 线性回归的计算步骤1)收集数据:收集自变量和因变量的观测数据。
2)计算相关系数:通过相关系数判断自变量和因变量之间的相关性。
3)计算斜率和截距:利用最小二乘法计算斜率和截距。
4)建立回归模型:根据计算结果,建立线性回归方程。
2.2 线性回归的实际应用线性回归可以应用于各种实际问题,例如预测房价、分析销售趋势等。
通过建立适当的自变量和因变量之间的模型,我们可以进行有效的预测和决策。
三、相关系数的计算方法3.1 相关系数的基本概念相关系数是衡量两个变量之间线性相关性强弱的统计量。
相关系数的取值范围在-1到+1之间,接近-1表示负相关,接近+1表示正相关,接近0表示无相关。
3.2 相关系数的计算步骤1)计算协方差:计算两个变量的协方差,衡量两个变量的总体变化趋势是否一致。
2)计算标准差:分别计算两个变量的标准差。
3)计算相关系数:通过协方差和标准差计算相关系数。
四、线性回归与相关系数的联系和区别线性回归和相关系数都能够衡量变量之间的关系,但二者有一些区别。
高中数学线性回归概念教案1. 理解线性回归的基本概念和原理2. 掌握线性回归的计算方法和应用技巧3. 能够通过实例理解线性回归在实际问题中的应用教学重点:1. 线性回归的定义和特点2. 最小二乘法求解线性回归方程3. 线性回归在实际问题中的应用教学难点:1. 线性回归的计算方法和应用技巧2. 如何通过实例理解线性回归在实际问题中的应用教学准备:1. 教学课件2. 实例数据3. 计算工具、软件教学内容:一、线性回归的定义和特点1. 线性回归是一种用于分析变量之间线性关系的统计方法2. 线性回归模型可以表示为y = β0 + β1x1 + β2x2 + ... + βnxn + ε3. 线性回归的基本假设包括线性关系、正态分布、独立性等二、最小二乘法求解线性回归方程1. 最小二乘法是一种常见的求解线性回归方程的方法2. 最小二乘法的核心思想是使残差平方和最小化来求解回归系数3. 求解线性回归方程的步骤包括建立模型、计算回归系数、评估模型等三、线性回归在实际问题中的应用1. 线性回归可以用于预测和控制变量之间的关系2. 实际问题中的线性回归应用包括销售预测、市场分析等3. 通过实例数据进行线性回归分析,可以更好地理解线性回归的应用技巧和方法教学步骤:1. 引入线性回归的基本概念和原理,并进行概念讲解2. 通过实例数据演示最小二乘法求解线性回归方程的方法3. 分组讨论,学生分析实际问题中的线性回归应用4. 带领学生进行实例数据分析和线性回归计算5. 总结课程内容,答疑解惑教学评估:1. 学生课堂表现2. 课后作业完成情况3. 学生对线性回归应用的理解和运用能力教学反思:1. 教学内容是否贴近实际应用2. 学生对线性回归的理解程度和应用能力3. 教学方法和手段是否合理有效。
数学建模——线性回归分析实用教案一、教学内容本节课选自《数学建模与数学实验》教材第十章“回归分析”中的第一节“线性回归分析”。
具体内容包括线性回归模型的建立、参数估计、模型的检验及运用,重点探讨变量间线性关系的量化表达和预测分析。
二、教学目标1. 理解线性回归模型的基本概念,掌握线性回归方程的建立和求解方法。
2. 学会运用最小二乘法进行线性回归参数的估计,并能解释其实际意义。
3. 能够对线性回归模型进行显著性检验,评估模型的可靠性。
三、教学难点与重点难点:线性回归方程的求解方法,最小二乘法的原理及运用,模型的显著性检验。
重点:线性回归模型的建立,参数估计,模型的运用。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体教学设备,投影仪,黑板。
2. 学具:计算器,教材,《数学建模与数学实验》。
五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)展示一组数据,如某商品的需求量与价格之间的关系,引导学生思考如何量化这种关系。
2. 理论讲解(15分钟)介绍线性回归模型的基本概念,引导学生了解线性关系的量化表达。
讲解线性回归方程的建立,参数估计方法,强调最小二乘法的作用。
3. 例题讲解(15分钟)选取一个实际例子,演示如何建立线性回归模型,求解参数,并进行模型检验。
4. 随堂练习(10分钟)学生分组讨论,根据给出的数据,建立线性回归模型,求解参数,进行模型检验。
六、板书设计1. 黑板左侧:线性回归模型的基本概念,参数估计方法。
2. 黑板右侧:例题解答过程,模型检验步骤。
七、作业设计1. 作业题目:给出一组数据,要求学生建立线性回归模型,求解参数,进行模型检验。
讨论线性回归分析在实际问题中的应用。
2. 答案:线性回归模型参数的求解过程及结果。
模型检验的统计量及结论。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生掌握线性回归分析的基本方法,但部分学生对最小二乘法的理解仍需加强。
2. 拓展延伸:探讨非线性回归模型的建立和应用。
引导学生了解其他数学建模方法,如时间序列分析、主成分分析等。
存感激,永不放弃!即使是在最猛烈的风雨中,我们也要有抬起头,直面前方的勇气。
下面为您推荐高二数学教案:《线性回归》。
【教案一】教学目标【知识和技能】1.能识别两个变量间关系是确定性关系还是相关关系。
2.会画散点图,并能利用散点图判断是否存在回归直线。
3.知道如何系统地处理数据。
掌握回归分析的一般步骤。
4.能运用Excel表格处理数据,求解线性回归直线方程。
5.了解最小二乘法的思想,会根据给出的公式求线性回归方程。
6.培养收集数据、处理数据的能力;对具有相关关系的一组变量中应变量发展趋势的预测估计能力。
【过程和方法】1.使学生在经历较为系统的数据处理的全过程中学会如何处理数据。
2.提高学生运用所学知识与方法、运用现代化信息技术解决实际问题的能力。
【情感、态度和价值观】1.认识到线性回归知识在实际生活中的实践价值,感受生活离不开数学。
2.体验信息技术在数学探究中的优越性。
3.增强自主探究数学知识的态度。
4.发展学生的数学应用意识和创新意识。
5.培养学生的严谨、合作、创新的学习态度和科学精神。
【教学重点、难点】线性回归分析的基本思想;运用Excel表格处理数据,求解回归直线方程。
【教学课型】多媒体教案,网络课型教学内容学生已经学习了初步的统计知识,如抽样方法,对样本进行特征量(均值、方差)分析;具备一定的比较、抽象、概括能力;具备基本计算机操作技能;对现实生活中的线性相关关系有一定的感性认识。
线性回归问题涉及的知识有:描点画散点图,一次函数、二次函数的知识,最小二乘法的思想及其算法问题,运用Excel表格处理数据等。
教学资源教师围绕本课知识设计一个问题(如小卖部热珍珠奶茶的销售问题),这个问题必须应用所预期的学科知识才能解决,又与学生的先前经验密切相关。
教师准备四个教学教案:学生阅读(幻灯片)、教师讲解(幻灯片)、课堂练习(Excel)、线性回归直线的探究(几何画板)。
每位同学带好课本和教师预期分发的一份学案。
课题:1.6线性回归(一)
教学目的:
1了解相关关系、回归分析、散点图的概念
2.明确事物间是相互联系的,了解非确定性关系中两个变量的统计方法;掌握散点图的画法及在统计中的作用,掌握回归直线方程的求解方法3.会求回归直线方程
教学重点:散点图的画法,回归直线方程的求解方法
教学难点:回归直线方程的求解方法
授课类型:新授课
课时安排:1课时
教具:多媒体、实物投影仪
教学过程:
一、复习引入:
客观事物是相互联系的过去研究的大多数是因果关系,但实际上更多存在的是一种非因果关系比如说:某某同学的数学成绩与物理成绩,彼此是互相联系的,但不能认为数学是“因”,物理是“果”,或者反过来说事实上数学和物理成绩都是“果”,而真正的“因”是学生的理科学习能力和努力程度所以说,函数关系存在着一种确定性关系但还存在着另一种非确定性关系——相关关系
二、讲解新课:
1.相关关系的概念
当自变量一定时,因变量的取值带有一定的随机性的两个变量之间的关系称为相关关系
相关关系是非随机变量与随机变量之间的关系,函数关系是两个非随机变量之间的关系,是一种因果关系,而相关关系不一定是因果关系,所以相关关系与函数关系不同,其变量具有随机性,因此相关关系是一种非确定性关系(有因果关系,也有伴随关系).因此,相关关系与函数关系的异同点如下:相同点:均是指两个变量的关系
不同点:函数关系是一种确定的关系;而相关关系是一种非确定关系;函数关系是自变量与因变量之间的关系,这种关系是两个非随机变量的关系;而相关关系是非随机变量与随机变量的关系.
2.回归分析:对具有相关关系的两个变量进行统计分析的方法叫做回归分析通俗地讲,回归分析是寻找相关关系中非确定性关系的某种确定性3.散点图:表示具有相关关系的两个变量的一组数据的图形叫做散点图.散点图形象地反映了各对数据的密切程度
律
4. 回归直线
设所求的直线方程为,^
a bx y +=,其中a 、
b 是待定系数. 则),,2,1(,^
n i a bx y i i =+= .于是得到各个偏差
),,2,1(),(^
n i a bx y y y i i i i =+-=-.
显见,偏差i i y y ^
-的符号有正有负,若将它们相加会造成相互抵消,所以它们的和不能代表几个点与相应直线在整体上的接近程度,故采用n 个偏差的平方和.
2222211)()()(a bx y a bx y a bx y Q n n --++--+--= 表示n 个点与相应直线在整体上的接近程度.
记 ∑=--=n i i i a bx y Q 1
2)( (向学生说明∑=n
i 1
的意义).
上述式子展开后,是一个关于a 、b 的二次多项式,应用配方法,可求出使Q 为最小值时的a 、b 的值.即
11
22211
()()()n n
i i i i i i n n i i i i x x y y x y nxy b x x x nx a y bx
====⎧
---⎪
⎪==⎨--⎪⎪
=-⎩∑∑∑∑, ∑==n i i x n x 11,∑==n
i i y n y 11 相应的直线叫做回归直线,对两个变量所进行的上述统计分析叫做回归分析 特别指出:
1.对回归直线方程只要求会运用它进行具体计算a 、b ,求出回归直线方程即可.不要求掌握回归直线方程的推导过程.
2.求回归直线方程,首先应注意到,只有在散点图大致呈线性时,求出的回归直线方程才有实标意义.否则,求出的回归直线方程毫无意义.因此,对一组数据作线性回归分析时,应先看其散点图是否成线性.
3.求回归直线方程,关键在于正确地求出系数a 、b ,由于求a 、b 的计算量较大,计算时仔细谨慎、分层进行,避免因计算产生失误.
4.回归直线方程在现实生活与生产中有广泛的应用.应用回归直线方程可以把非确定性问题转化成确定性问题,把“无序”变为“有序”,并对情况进行估测、补充.因此,学过回归直线方程以后,应增强学生应用回归直线方程解决相关实际问题的意识. 三、讲解范例:
例1.已知10只狗的血球体积及红血球的测量值如下
x(血球体积,mm),y(血红球数,百万)
(1)画出上表的散点图
;(2)求出回归直线并且画出图形 解:(1)见下图
x
(2)50.45)50394058354248464245(10
1
=+++++++++=
x 37.7)72.855.620.649.990.599.650.752.930.653.6(10
1
=+++++++++=
y 设回归直线为a bx y
+=ˆ, 45⋅6.53+42⋅6.3+46⋅9.25+48⋅7.5+42⋅6.99+35⋅5.9+58⋅9.49+40⋅6.2+39⋅6.55+50⋅7.72()-10⋅45.5⋅7.37()
452+422+462+482+422+352+582+402+392+502()-10⋅45.52
= 0.13
即 12
2
1
0.13n
i i
i n
i
i x y nxy
b x
nx ==-=
=-∑∑, 1.29a y bx
=-=
所以所求回归直线的方程为ˆ0.13 1.29y
x =+,图形如下: x
例2.一个工厂在某年里每月产品的总成本y(万元)与该月产量x(万件)之间有
如下组对应数据:
(1)画出散点图;
(2)求月总成本y 与月总产量x 之间的回归直线方程.
讲解上述例题时,(1)可由学生完成;对于(2),可引导学生列表,按
∑∑∑===→→→→→→→12
1
121
2121
2i i i i i
i i
i i i i y x y x y x y x 的顺序计
算,最后得到974.0,215.1≈≈a b .
即所求的回归直线方程为974.0215.1^
+=
x y .
四、课堂练习:
1 . 下列两个变量之间的关系哪个不是函数关系( ) A .角度和它的余弦值 B.正方形边长和面积 C .正n边形的边数和它的内角和 D.人的年龄和身高 答案:D
2.给出施化肥量对水稻产量影响的试验数据:
(1)画出上表的散点图;(2)求出回归直线并且画出图形 解:(1)散点图(略).
(2)表中的数据进行具体计算,列成以下表格
故可得到
257
3075.43.399,75.430
770002≈⨯-=≈⨯-=
a b 从而得回归直线方程是25775.4^
+=x y .(图形略)
五、小结 :对一组数据进行线性回归分析时,应先画出其散点图,看其是否呈
直线形,再依系数a 、b 的计算公式,算出a 、b .由于计算量较大,所以在计算时应借助技术手段,认真细致,谨防计算中产生错误.求线性回归方程的步骤:计算平均数y x ,;计算i i y x 与的积,求
∑i i y x ;计算∑2
i x ;将结果代
入公式求a;用 x a y b -=求b;写出回归方程 六、课后作业:
在某种产品表面进行腐蚀线试验,得到腐蚀深度y 与腐蚀时间x 之间对应的一组数据:
(1)画出散点图;
(2)试求腐蚀深度y 对时间t 的回归直线方程 解:(1)散点图略,呈直线形.
(2)经计算可得
45.19,36.46==y t
∑∑∑======111
11
1
2
11
1
213910,5442,36750i i i i i i i
y t y t
542
.536.463.045.19,
3.036.46113675045
.1936.4611139102
≈⨯-=≈⨯-⨯⨯-=
a b 故所求的回归直线方程为542.53.0^
+=t y 七、板书设计(略)
八、课后记:。