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 60
70
80 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:
101010
2
2
1
1
1
55,91.7,38500,87777,55950
i i i i i i i x y x y x y ========∑∑∑
10
110
2
2
21
1055950105591.7
0.668385001055
10i i
i i i x y x y
b 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:
x
45 42 46 48 42 35 58 40 39 50
y
6.53 6.30 9.52
7.50 6.99 5.90 9.49 6.20 6.59
8.72
x (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
10
1
10
2
2
1
100.175
10i i
i i
i x y x y
b x
x
==-=
=-∑∑ 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 (2
m ) 80 105 110 115] 135 销售价格y (万元)
18.4
22
21.6
24.8
29.2
(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)
55
1
1
5,545,109,116,23.2,
i i i i n x x y y =======∑∑
5
5
2
1
1
60952,12952
i
i i i i x
x y ====∑∑
2
512952545116
0.1962,23.20.1962109 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)
0510
1520
2530350
50
100
150
销售价格y(万
元)
C .必有1l // 2l
D .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y
2.2
3.8
5.5
6.5
7.0
设y 对x 程线性相关关系.试求:
(1)线性回归方程ˆ
y 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 i
i 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.。