数学建模实验 ——曲线拟合与回归分析
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曲线拟合与回归分析1、有10个同类企业的生产性固定资产年平均价值和工业总产值资料如下:(1)说明两变量之间的相关方向;(2)建立直线回归方程;(3)计算估计标准误差;(4)估计生产性固定资产(自变量)为1100万元时的总资产(因变量)的可能值。
解:由表格易知:工业总产值是随着生产性固定资产价值的增长而增长的,而知之间存在正向相关性。
用spss回归有:(2)、可知:若用y表示工业总产值(万元),用x表示生产性固定资产,二者可用如下的表达式近似表示:=x.0+y.567395896(3)、用spss回归知标准误差为80.216(万元)。
(4)、当固定资产为1100时,总产值可能是(0.896*1100+395.567-80.216~0.896*1100+395.567+80.216)即(1301.0~146.4)这个范围内的某个值。
另外,用MATLAP也可以得到相同的结果:程序如下所示:function [b,bint,r,rint,stats] = regression1x = [318 910 200 409 415 502 314 1210 1022 1225];y = [524 1019 638 815 913 928 605 1516 1219 1624];X = [ones(size(x))', x'];[b,bint,r,rint,stats] = regress(y',X,0.05);display(b);display(stats);x1 = [300:10:1250];y1 = b(1) + b(2)*x1;figure;plot(x,y,'ro',x1,y1,'g-');industry = ones(6,1);construction = ones(6,1);industry(1) =1022;construction(1) = 1219;for i = 1:5industry(i+1) =industry(i) * 1.045;construction(i+1) = b(1) + b(2)* construction(i+1);enddisplay(industry);display( construction);end运行结果如下所示:b =395.56700.8958stats =1.0e+004 *0.0001 0.0071 0.0000 1.6035industry =1.0e+003 *1.02201.06801.11601.16631.21881.2736construction =1.0e+003 *1.2190 0.3965 0.3965 0.3965 0.3965 0.3965200400600800100012001400生产性固定资产价值(万元)工业总价值(万元)2、设某公司下属10个门市部有关资料如下:(1)、确定适宜的 回归模型; (2)、计算有关指标,判断这三种经济现象之间的紧密程度。
曲线拟合摘要根究已有数据研究y关于x的关系,对于不同的要求得到不同的结果。
问题一中目标为使的各个观察值同按直线关系所预期的值的偏差平方和为最小,利用MATLAB中tlsqcurvefi函数在最小二乘法原理下拟合出所求直线。
问题二目标为使绝对偏差总和为最小,使用MATLAB中的fminsearch函数,在题目约束条件内求的最优答案,以此方法同样求得问题三中最大偏差为最小时的直线。
问题四拟合的曲线为二阶多项式,方法同前三问类似。
问题五为求得最佳的曲线,将之前的一次曲线换成多次曲线进行拟合得到新的结果。
经试验发现高阶多项式的阶数越高拟和效果最好。
)关键词:函数拟合最小二乘法线性规划|<¥一、问题的重述已知一个量y 依赖于另一个量x ,现收集有数据如下:(1)求拟合以上数据的直线a bx y +=。
目标为使y 的各个观察值同按直线关系所预期的值的偏差平方和为最小。
(2)求拟合以上数据的直线a bx y +=,目标为使y 的各个观察值同按直线关系所预期的值的绝对偏差总和为最小。
(3)求拟合以上数据的直线,目标为使y 的各个观察值同按直线关系所预期的值的最大偏差为最小。
(4)求拟合以上数据的曲线a bx cx y ++=2,实现(1)(2)(3)三种目标。
}(5)试一试其它的曲线,可否找出最好的?二、问题的分析对于问题一,利用MATLAB 中的最小二乘法对数据进行拟合得到直线,目标为使各个观察值同按直线关系所预期的值的偏差平方和为最小。
对于问题二、三、四均利用MATLAB 中的fminsearch 函数,在题目要求的约束条件下找到最佳答案。
对于问题五,改变多项式最高次次数,拟合后计算残差,和二次多项式比较,再增加次数后拟合,和原多项式比较残差,进而找到最好的曲线。
~三、基本假设1.表中数据真实可信,每个点都具有意义。
四、模型的建立与求解1.问题一 :对给定数据点(){}),,1,0(,m i Y X i i =,在取定的函数类Φ 中,求()Φ∈x p ,使误差的平方和2E 最小,()[]22∑-=i i Y X p E 。
数据拟合与回归分析数据拟合和回归分析是统计学和数据分析中常用的方法,用于建立变量之间的关系并预测未知值。
在本文中,我将介绍数据拟合和回归分析的基本概念、方法和应用。
数据拟合是指找到一个函数或曲线,使其最好地描述已知数据的分布。
这个函数或曲线被称为拟合函数。
拟合函数的选择取决于数据类型和问题的特点。
例如,对于线性关系,可以使用线性拟合,即拟合函数是一个直线。
对于非线性关系,可以使用多项式、指数、对数等函数形式。
回归分析是根据已知数据建立一个模型,用来描述变量之间的关系,并预测未知值。
回归分析的目标是找到一个最佳拟合模型,使其尽量准确地预测未知值。
回归分析通常包括以下步骤:收集数据、确定模型类型、拟合模型、评估模型、预测未知值。
数据拟合和回归分析在许多领域中都有广泛的应用。
例如,在经济学中,回归分析可以用来研究变量之间的关系,如收入和消费之间的关系。
在医学研究中,回归分析可以用来预测疾病的发展和治疗效果。
在市场营销中,回归分析可以用来预测产品销售量和推广效果。
在进行数据拟合和回归分析时,需要注意以下几点。
首先,数据的质量对于拟合和预测的准确性至关重要。
因此,需要对数据进行筛选、清洗和处理,以去除错误、异常值和缺失值。
其次,选择适当的拟合函数和模型类型对于获得准确的拟合和预测结果至关重要。
这需要根据数据类型和问题特点进行选择和调整。
最后,对拟合和预测结果进行评估和解释是非常重要的。
评估方法可以包括残差分析、检验假设等。
总之,数据拟合和回归分析是统计学和数据分析中常用的方法,用于建立变量之间的关系和预测未知值。
它们在许多领域中有广泛应用,如经济学、医学研究、市场营销等。
在进行数据拟合和回归分析时,需要注意数据质量、选择适当的拟合函数和模型类型,并对结果进行评估和解释。
通过合理使用数据拟合和回归分析,我们可以更好地理解变量之间的关系,并做出准确的预测和决策。
曲线拟合与回归分析1、有 10个同类企业的生产性固定资产年平均价值和工业总产值资料如下:(1说明两变量之间的相关方向;(2建立直线回归方程;(3计算估计标准误差;(4估计生产性固定资产(自变量为 1100万元时的总资产(因变量的可能值。
解:(1工业总产值是随着生产性固定资产价值的增长而增长的,存在正向相关性。
用 spss 回归(2 spss 回归可知:若用 y 表示工业总产值(万元,用 x 表示生产性固定资产,二者可用如下的表达式近似表示:567.395896. 0+=xy(3 spss 回归知标准误差为 80.216(万元。
(4当固定资产为 1100时,总产值为:(0.896*1100+395.567-80.216~0.896*1100+395.567+80.216 即(1301.0~146.4这个范围内的某个值。
MATLAB 程序如下所示:function [b,bint,r,rint,stats] = regression1x = [318 910 200 409 415 502 314 1210 1022 1225];y = [524 1019 638 815 913 928 605 1516 1219 1624];X = [ones(size(x', x'];[b,bint,r,rint,stats] = regress(y',X,0.05;display(b;display(stats;x1 = [300:10:1250];y1 = b(1 + b(2*x1;figure;plot(x,y,'ro',x1,y1,'g-';生产性固定资产价值 (万元工业总价值 (万元industry = ones(6,1; construction = ones(6,1; industry(1 =1022; construction(1 = 1219; for i = 1:5industry(i+1 =industry(i * 1.045;construction(i+1 = b(1 + b(2* construction(i+1; enddisplay(industry; display( construction; end运行结果:b = 395.5670 0.8958 stats = 1.0e+004 *0.0001 0.0071 0.0000 1.6035 industry = 1.0e+003 * 1.0220 1.0680 1.1160 1.16631.2188 1.2736 construction = 1.0e+003 * 1.2190 0.3965 0.3965 0.3965 0.3965 0.3965。
如何在报告中准确解读回归与拟合曲线一、回归分析的基本原理和概念1.1 回归分析的定义和应用领域1.2 简单线性回归与多元线性回归的区别1.3 回归分析中的相关系数和确定系数的含义二、回归线的解读2.1 回归线的方程及参数估计2.2 利用回归线进行预测和精确度评估2.3 回归线的显著性检验和解释三、拟合曲线的解读3.1 拟合曲线的定义和建立方法3.2 拟合曲线的优度评估指标3.3 拟合曲线中的过拟合与欠拟合问题四、误差项的解读4.1 误差项的定义和性质4.2 常见的误差分布假设4.3 残差分析和异常值的处理五、多元回归的解读5.1 多元回归模型的基本构建和参数估计5.2 多元回归模型的显著性检验和系数解释5.3 多重共线性和变量选择的问题六、回归与拟合曲线的应用案例解析6.1 金融领域中的回归分析应用6.2 生物医学中的拟合曲线应用6.3 工程领域中的多元回归分析案例回归分析在统计学和数据分析中被广泛应用,用于探究变量之间的关系和预测未来趋势。
在报告中准确解读回归与拟合曲线是非常重要的,能够帮助读者对数据进行深入理解和正确的应用。
本文将从回归分析的基本原理和概念开始,逐步展开,通过六个小标题进行详细论述。
首先,我们需要了解回归分析的基本原理和概念。
回归分析是一种用于研究因变量与一个或多个自变量之间关系的统计方法。
在不同的应用领域中,回归分析有着广泛的应用,比如金融领域的股市预测和走势分析,生物医学领域的药物疗效评估等。
同时,我们还介绍了简单线性回归和多元线性回归的区别,以及回归分析中使用的相关系数和确定系数的含义。
接下来,回归线的解读是非常重要的一环。
我们介绍了回归线的方程及参数估计的方法,以及如何利用回归线进行预测和精确度评估。
此外,还需要进行回归线的显著性检验和解释,以确定回归模型是否具有统计学意义。
在拟合曲线的解读中,我们首先介绍了拟合曲线的定义和建立方法,说明了拟合曲线的优度评估指标。
同时,我们讨论了拟合曲线中的过拟合与欠拟合问题,这对于解读拟合曲线的准确性和稳定性有着重要意义。
曲线拟合与回归分析
1、有10个同类企业的生产性固定资产年平均价值和工业总产值资料如下:
(1)说明两变量之间的相关方向;
(2)建立直线回归方程;
(3)计算估计标准误差;
(4)估计生产性固定资产(自变量)为1100万元时的总资产
(因变量)的可能值。
解:
(1)工业总产值是随着生产性固定资产价值的增长而增长的,存
在正向相关性。
用spss回归
(2)spss回归可知:若用y表示工业总产值(万元),用x表示生产性固定资产,二者可用如下的表达式近似表示:
.0+
y
=x
896
.
395
567
(3)spss回归知标准误差为80.216(万元)。
(4)当固定资产为1100时,总产值为:
(0.896*1100+395.567-80.216~0.896*1100+395.567+80.216)
即(1301.0~146.4)这个范围内的某个值。
MATLAB程序如下所示:
function [b,bint,r,rint,stats] = regression1
x = [318 910 200 409 415 502 314 1210 1022 1225];
y = [524 1019 638 815 913 928 605 1516 1219 1624];
X = [ones(size(x))', x'];
[b,bint,r,rint,stats] = regress(y',X,0.05);
display(b);
display(stats);
x1 = [300:10:1250];
y1 = b(1) + b(2)*x1;
figure;plot(x,y,'ro',x1,y1,'g-');
生产性固定资产价值(万元)
工业总价值(万元)
industry = ones(6,1); construction = ones(6,1); industry(1) =1022; construction(1) = 1219; for i = 1:5
industry(i+1) =industry(i) * 1.045;
construction(i+1) = b(1) + b(2)* construction(i+1); end
display(industry); display( construction); end
运行结果:b = 395.5670 0.8958 stats = 1.0e+004 *
0.0001 0.0071 0.0000 1.6035 industry = 1.0e+003 * 1.0220 1.0680 1.1160 1.1663 1.2188 1.2736 construction = 1.0e+003 * 1.2190 0.3965 0.3965 0.3965 0.3965 0.3965。