数学建模统计模型
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数学建模方法模型一、统计学方法1 多元回归1、方法概述:在研究变量之间的相互影响关系模型时候用到。
具体地说:其可以定量地描述某一现象和某些因素之间的函数关系,将各变量的已知值带入回归方程可以求出因变量的估计值,从而可以进行预测等相关研究。
2、分类分为两类:多元线性回归和非线性线性回归;其中非线性回归可以通过一定的变化转化为线性回归,比如:y=lnx可以转化为y=u u=lnx来解决;所以这里主要说明多元线性回归应该注意的问题。
3、注意事项在做回归的时候,一定要注意两件事:(1)回归方程的显著性检验(可以通过 sas 和 spss 来解决)(2)回归系数的显著性检验(可以通过 sas 和 spss 来解决)检验是很多学生在建模中不注意的地方,好的检验结果可以体现出你模型的优劣,是完整论文的体现,所以这点大家一定要注意。
4、使用步骤:(1)根据已知条件的数据,通过预处理得出图像的大致趋势或者数据之间的大致关系; (2)选取适当的回归方程;(3)拟合回归参数;(4)回归方程显著性检验及回归系数显著性检验(5)进行后继研究(如:预测等)2 聚类分析1、方法概述该方法说的通俗一点就是,将n个样本,通过适当的方法(选取方法很多,大家可以自行查找,可以在数据挖掘类的书籍中查找到,这里不再阐述)选取m 聚类中心,通过研究各样本和各个聚类中心的距离Xij,选择适当的聚类标准,通常利用最小距离法(一个样本归于一个类也就意味着,该样本距离该类对应的中心距离最近)来聚类,从而可以得到聚类结果,如果利用sas软件或者spss软件来做聚类分析,就可以得到相应的动态聚类图。
这种模型的的特点是直观,容易理解。
2、分类聚类有两种类型:(1)Q型聚类:即对样本聚类;(2)R型聚类:即对变量聚类;通常聚类中衡量标准的选取有两种:(1)相似系数法(2)距离法聚类方法:(1)最短距离法(2)最长距离法(3)中间距离法(4)重心法(5)类平均法(6)可变类平均法(8) 利差平均和法在具体做题中,适当选区方法;3、注意事项在样本量比较大时,要得到聚类结果就显得不是很容易,这时需要根据背景知识和相关的其他方法辅助处理。
数学建模之统计模型主讲:张伟内容概要•统计模型概要•参数检验•非参数检验•方差分析一、统计模型(Statistical Model)1. 概念有些过程无法用理论分析方法导出其模型,但可通过试验或直接由工业过程测定数据,经过数理统计求得各变变量之间的函数关系,称为统计模型数学建模就是利用数学方法来解决实际问题。
常用模型:最大似然估计、回归分析、聚类分析、非参数估计等软件:SPSS统计软件2.建模背景案例1:眼科病床的合理安排(2009年B题)该医院眼科门诊每天开放,住院部共有病床79张。
该医院眼科手术主要分四大类:白内障、视网膜疾病、青光眼和外伤。
附录中给出了2008年7月13日至2008年9月11日这段时间里各类病人的情况。
案例2:葡萄酒的评价问题(2012年A题)二、参数检验(Parametric Tests)当总体分布已知(如总体为正态分布),根据样本数据对总体分布的统计参数进行推断。
主要目的(1)估计参数的取值,(2)对参数进行某种统计检验。
这类问题往往用参数检验来进行统计推断。
(单个或多个参数).某车间用一台包装机包装葡萄糖.包得的袋装糖当机器正常时,某日开工后为检验包装机是否正常,包装的糖9袋,称得净重为(公斤):0.497 0.506 0.518 0.524 0.4980.511 0.520 0.515 0.512问机器是否正常?案例3:重是一个随机变量X ,且),(~2σμN X 其均值为μ=0.5公斤,标准差σ=0.015公斤.随机地抽取它所(α=0.05)提出假设寻求统计量写出拒绝域进行检验解题思路:求解:SPSS软件或是Excel三、非参数检验(Nonparametric Tests)当总体分布未知,根据样本数据对总体分布的统计参数进行推断。
主要目的(1)估计参数的取值;(2)对参数进行某种统计检验。
这类问题往往用参数检验来进行统计推断。
(单个或多个参数).1.单样本检验(拟合性检验)样本观测值总体分布(1)卡方检验寻求方法拟合(2)二项分布检验(3)K-S检验注:主要服从分布:离散型分布,正态分布,指数分布等案例1中:病床的合理安排需要做数据分析,拟合以下两个重要的指标:(1)病人到达人数服从Poisson分布,分布检验,分布参数提取;(2)术后住院时间分布:正态分布or Г分布or 经验分布;案例2中问题1:首先,通过单样本K-S检验确定葡萄酒评分数据的概率分布;然后再做显著性检验。
数学建模统计模型教学教案一、教学内容本节课的教学内容选自人教版高中数学选修23第二章第四节“回归分析”和第三章第三节“独立性检验”。
具体内容包括:1. 回归直线方程的求法及应用;2. 相关系数的概念及其应用;3. 独立性检验的方法及其应用。
二、教学目标1. 理解回归直线方程、相关系数的概念,学会求回归直线方程和计算相关系数;2. 掌握独立性检验的方法,并能运用独立性检验解决实际问题;3. 培养学生的数据分析能力、数学建模能力和解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点:回归直线方程的求法、相关系数的计算、独立性检验的方法及应用;2. 教学重点:回归直线方程的求法、相关系数的计算、独立性检验的方法。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体教学设备、黑板、粉笔;2. 学具:教材、笔记本、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入:以“调查某班级学生的身高和体重关系”为例,引导学生思考如何利用数学模型描述身高和体重之间的关系;2. 讲解回归直线方程的求法:通过示例,讲解最小二乘法求回归直线方程的步骤,让学生掌握求回归直线方程的方法;3. 讲解相关系数的概念及计算方法:解释相关系数的概念,演示如何利用计算器计算相关系数,让学生理解相关系数的作用;4. 应用练习:让学生运用回归直线方程和相关系数解决实际问题,如预测某学生的体重;5. 讲解独立性检验的方法:通过示例,讲解独立性检验的步骤,让学生掌握独立性检验的方法;6. 应用练习:让学生运用独立性检验解决实际问题,如判断“性别与购买意愿是否独立”;六、板书设计1. 回归直线方程的求法;2. 相关系数的概念及其计算方法;3. 独立性检验的方法。
七、作业设计1. 求下列数据的回归直线方程:身高(x):165, 170, 172, 175, 180体重(y):60, 62, 64, 66, 682. 计算下列数据的相关系数:身高(x):165, 170, 172, 175, 180体重(y):60, 62, 64, 66, 683. 某班级有男生20人,女生15人,男生中有12人购买了某商品,女生中有8人购买了该商品。
数学建模论文题目:一个医药公司的新药研究部门为了掌握一种新止痛剂的疗效,设计了一个药物试验,给患有同种疾病的病人使用这种新止痛剂的以下4个剂量中的某一个:2 g,5 g,7 g和10 g,并记录每个病人病痛明显减轻的时间(以分钟计). 为了解新药的疗效与病人性别和血压有什么关系,试验过程中研究人员把病人按性别及血压的低、中、高三档平均分配来进行测试. 通过比较每个病人血压的历史数据,从低到高分成3组,分别记作0.25,0.50和0.75. 实验结束后,公司的记录结果见下表(性别以0表示女,1表示男).请你为该公司建立一个数学模型,根据病人用药的剂量、性别和血压组别,预测出服药后病痛明显减轻的时间.病人序号病痛减轻时间/min用药剂量/g性别血压组别1 352 0 0.252 43 2 0 0.503 55 2 0 0.754 47 2 1 0.255 43 2 1 0.506 57 2 1 0.757 26 5 0 0.258 27 5 0 0.509 28 5 0 0.7510 29 5 1 0.2511 22 5 1 0.5012 29 5 1 0.7513 19 7 0 0.2514 11 7 0 0.5015 14 7 0 0.7516 23 7 1 0.2517 20 7 1 0.5018 22 7 1 0.7519 13 10 0 0.2520 8 10 0 0.5021 3 10 0 0.7522 27 10 1 0.2523 26 10 1 0.5024 5 10 1 0.75一、摘要在农某医药公司为了掌握一种新止痛药的疗效,设计了一个药物实验,通过观测病人性别、血压和用药剂量与病痛时间的关系,预测服药后病痛明显减轻的时间。
我们运用数学统计工具m i n i t a b软件,对用药剂量,性别和血压组别与病痛减轻时间之间的数据进行深层次地处理并加以讨论概率值P (是否<0.05)和拟合度R -S q 的值是否更大(越大,说明模型越好)。