2019-2020年高中數(shù)學 2.4《線性回歸方程》學案 蘇教版必修3.doc

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2019-2020年高中數(shù)學 2.4《線性回歸方程》學案 蘇教版必修3 【目標引領】 1． 學習目標： 了解非確定性關系中兩個變量的統(tǒng)計方法；掌握散點圖的畫法及在統(tǒng)計中的作用，掌握 回歸直線方程的求解方法。 2． 學法指導： ①求回歸直線方程，首先應注意到，只有在散點圖大致呈線性時，求出的回歸直線方程才有實標意義．否則，求出的回歸直線方程毫無意義．因此，對一組數(shù)據(jù)作線性回歸分析時，應先看其散點圖是否成線性． ②求回歸直線方程，關鍵在于正確地求出系數(shù)a、b，由于求a、b的計算量較大，計算時仔細謹慎、分層進行，避免因計算產(chǎn)生失誤． ③回歸直線方程在現(xiàn)實生活與生產(chǎn)中有廣泛的應用．應用回歸直線方程可以把非確定性問題轉化成確定性問題，把“無序”變?yōu)椤坝行颉保η闆r進行估測、補充．因此，學過回歸直線方程以后，應增強學生應用回歸直線方程解決相關實際問題的意識． 【教師在線】 1． 解析視屏： 1．相關關系的概念 在實際問題中，變量之間的常見關系有兩類： 一類是確定性函數(shù)關系，變量之間的關系可以用函數(shù)表示。例如正方形的面積S與其邊長之間的函數(shù)關系（確定關系）； 一類是相關關系，變量之間有一定的聯(lián)系，但不能完全用函數(shù)來表達。例如一塊農(nóng)田的水稻產(chǎn)量與施肥量的關系（非確定關系） 相關關系：自變量取值一定時，因變量的取值帶有一定隨機性的兩個變量之間的關系叫做相關關系。 相關關系與函數(shù)關系的異同點： 相同點：均是指兩個變量的關系。 不同點：函數(shù)關系是一種確定關系；而相關關系是一種非確定關系；函數(shù)關系是自變量與因變量之間的關系，這種關系是兩個非隨機變量的關系；而相關關系是非隨機變量與隨機變量的關系。 2．求回歸直線方程的思想方法 觀察散點圖的特征，發(fā)現(xiàn)各點大致分布在一條直線的附近，思考：類似圖中的直線可畫幾條？ 引導學生分析，最能代表變量x與y之間關系的直線的特征：即n個偏差的平方和最小，其過程簡要分析如下： 設所求的直線方程為，其中a、b是待定系數(shù)。 則，于是得到各個偏差。 顯見，偏差的符號有正負，若將它們相加會造成相互抵消，所以它們的和不能代表幾個點與相應直線在整體上的接近程度，故采用n個偏差的平方和 表示n個點與相應直線在整體上的接近程度。 記。 上述式子展開后，是一個關于a，b的二次多項式，應用配方法，可求出使Q為最小值時的a，b的值，即 其中 以上方法稱為最小二乘法。 2． 經(jīng)典回放： 例1：下列各組變量哪個是函數(shù)關系，哪個是相關關系？ （1）電壓U與電流I （2）圓面積S與半徑R （3）自由落體運動中位移s與時間t （4）糧食產(chǎn)量與施肥量 （5）人的身高與體重 （6）廣告費支出與商品銷售額 分析：函數(shù)關系是一種確定關系；而相關關系是一種非確定關系；函數(shù)關系是自變量與因變量之間的關系，這種關系是兩個非隨機變量的關系；而相關關系是非隨機變量與隨機變量的關系。 解：前三小題中一個變量的變化可以確定另一個變量的變化，兩者之間是函數(shù)關系。 對于糧食與施肥量，兩者確實有非常密切的關系，實踐證明，在一定的范圍內(nèi)，施肥量越多，糧食產(chǎn)量就越高，但是，施肥量并不能完全確定糧食產(chǎn)量，因為糧食產(chǎn)量還與其他因素的影響有關，如降雨量、田間管理水平等。因此，糧食與施肥量之間不存在確定的函數(shù)關系。 人的身高與人的體重也密切相關，一般來說，一個人的身高越高，體重也越重，但同樣身高的人，其體重不一定相同，身高和體重這兩個變量之間并不是嚴格的函數(shù)關系。 廣告費支出與商品銷售額有密切的關系，但廣告費的支出不能完全決定商品的銷售額。由此可見，后三小題各對變量之間的關系是相關關系。 點評：不要認為兩個變量間除了函數(shù)關系，就是相關關系，事實是上，兩個變量間可能毫無關系。比如地球運行的速度與某個人的行走速度就可認為沒有關系。 例2：已知10只狗的血球體積及紅血球的測量值如下： ｘ 45 42 46 48 42 35 58 40 39 50 y 6.53 6.30 9.25 7.50 6.99 5.90 9.49 6.20 6.55 7.72 ｘ（血球體積，ｍｍ），ｙ（血紅球數(shù)，百萬） (1)畫出上表的散點圖;(2)求出回歸直線并且畫出圖形。 解：（１）見下圖 （２） 設回歸直線為， 則， 所以所求回歸直線的方程為，圖形如下: 點評：對一組數(shù)據(jù)進行線性回歸分析時，應先畫出其散點圖，看其是否呈直線形，再依系數(shù)a、b的計算公式，算出a、b．由于計算量較大，所以在計算時應借助技術手段，認真細致，謹防計算中產(chǎn)生錯誤．求線性回歸方程的步驟：計算平均數(shù)；計算的積，求；計算；將結果代入公式求ａ；用 求ｂ；寫出回歸方程。 【同步訓練】 1 . 下列兩個變量之間的關系哪個不是函數(shù)關系（　　　） A．角度和它的余弦值 B.正方形邊長和面積 C．正ｎ邊形的邊數(shù)和它的內(nèi)角和 D.人的年齡和身高 2．某市紡織工人的月工資（元）依勞動生產(chǎn)率（千元）變化的回歸方程為y=50+80x，則下列說法中正確的是 （ ） A．勞動生產(chǎn)率為1000元時，月工資為130元 B．勞動生產(chǎn)率提高1000元時，月工資提高約為130元 C．勞動生產(chǎn)率提高1000元時，月工資提高約為80元 D．月工資為210元時，勞動生產(chǎn)率為xx元 3．設有一個回歸方程為y=2-1.5x，則變量x每增加一個單位時，y平均 （ ） A．增加1.5單位 B．增加2單位 C．減少1.5單位 D．減少2單位 4．正常情況下，年齡在18歲到38歲的人們，體重y（kg）依身高x（cm）的回歸方程為y=0.72x-58.5。張紅紅同學不胖不瘦，身高1米78，他的體重應在 kg左右。 5.給出施化肥量對水稻產(chǎn)量影響的試驗數(shù)據(jù)： 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)畫出上表的散點圖;(2)求出回歸直線并且畫出圖形 【拓展嘗新】 6．在某種產(chǎn)品表面進行腐蝕線試驗，得到腐蝕深度y與腐蝕時間x之間對應的一組數(shù)據(jù)： 時間t(s) 5 10 15 20 30 40 50 60 70 90 120 深度y(μm) 6 10 10 13 16 17 19 23 25 29 46 (1)畫出散點圖； (2)試求腐蝕深度y對時間t的回歸直線方程。 【解答】 1． D 2．C 3．C 4．69.66 5．解：(1)散點圖（略）． (2)表中的數(shù)據(jù)進行具體計算，列成以下表格 i 1 2 3 4 5 6 7 xi 15 20 25 30 35 40 45 yi 330 345 365 405 445 450 455 xiyi 4950 6900 9125 12150 15575 18000 20475 , 故可得到。 6．解：(1)散點圖略，呈直線形. (2)經(jīng)計算可得： 故所求的回歸直線方程為。