多项式回归、非线性回归模型

多项式回归、非线性回归模型
多项式回归、非线性回归模型

多项式回归、非线性回归模型

多项式回归、非线性回归模型 关键词:回归方程的统计检验、拟合优度检验、回归方程的显著性检验、F 检验、回归系数的显著性检验、残差分析、一元多项式回归模型、一元非线性回归模型 一、回归方程的统计检验 1. 拟合优度检验 1. 概念介绍 SST 总离差平方和total SSR 回归平方和regression SSE 剩余平方和error ∑∑∑∑====--= --- =n i i i n i i i n i i i n i i i y y y y y y y y R 1 2 1 2 12 12 2)()?()()?(1 2. 例题1 存在四点(-2,-3)、(-1,-1)、(1,2)、(4,3)求拟合直线与决定系数。 2. 回归方程的显著性检验 ) 2/()2/()?()?(1 212 -= ---= ∑∑==n SSE SSA n y y y y F n i i i n i i i 例6(F 检验) 在合金钢强度的例1中,我们已求出了回归方程,这里考虑关于回归方程的显著性检验,经计算有: 表5 X 射线照射次数与残留细菌数的方差分析表 这里值很小,因此,在显著性水平0.01下回归方程是显著的。 3. 回归系数的显著性检验 4. 残差分析 二、一元多项式回归模型

模型如以下形式的称为一元多项式回归模型: 0111a x a x a x a y n n n n ++++=-- 例1(多项式回归模型) 为了分析X 射线的杀菌作用,用200千伏的X 射线来照射细菌,每次照射6分钟,用平板计数法估计尚存活的细菌数。照射次数记为t ,照射后的细菌数为y 见表1。试求: (1)给出y 与t 的二次回归模型。 (2)在同一坐标系内作出原始数据与拟合结果的散点图。 (3)预测16=t 时残留的细菌数。 (4)根据问题的实际意义,你认为选择多项式函数是否合适? 表1 X 射线照射次数与残留细菌数 程序1 t=1:15; y=[352 211 197 160 142 106 104 60 56 38 36 32 21 19 15]; p=polyfit(t,y,2)%作二次多项式回归 y1=polyval(p,t);%模型估计与作图 plot(t,y,'-*',t,y1,'-o');%在同一坐标系中做出两个图形 legend('原始数据','二次函数') xlabel('t(照射次数)')%横坐标名 ylabel('y(残留细菌数)')%纵坐标名 t0=16; yc1=polyconf(p,t0)%预测t0=16时残留的细菌数,方法1 yc2=polyval(p,t0)%预测t0=16时残留的细菌数,方法2 即二次回归模型为: 8967.3471394.519897.121+-=t t y

非线性回归分析

SPSS—非线性回归(模型表达式)案例解析 2011-11-16 10:56 由简单到复杂,人生有下坡就必有上坡,有低潮就必有高潮的迭起,随着SPSS 的深入学习,已经逐渐开始走向复杂,今天跟大家交流一下,SPSS非线性回归,希望大家能够指点一二! 非线性回归过程是用来建立因变量与一组自变量之间的非线性关系,它不像线性模型那样有众多的假设条件,可以在自变量和因变量之间建立任何形式的模型非线性,能够通过变量转换成为线性模型——称之为本质线性模型,转换后的模型,用线性回归的方式处理转换后的模型,有的非线性模型并不能够通过变量转换为线性模型,我们称之为:本质非线性模型 还是以“销售量”和“广告费用”这个样本为例,进行研究,前面已经研究得出:“二次曲线模型”比“线性模型”能够更好的拟合“销售量随着广告费用的增加而呈现的趋势变化”,那么“二次曲线”会不会是最佳模型呢? 答案是否定的,因为“非线性模型”能够更好的拟合“销售量随着广告费用的增加而呈现的变化趋势” 下面我们开始研究: 第一步:非线性模型那么多,我们应该选择“哪一个模型呢?” 1:绘制图形,根据图形的变化趋势结合自己的经验判断,选择合适的模型 点击“图形”—图表构建程序—进入如下所示界面:

点击确定按钮,得到如下结果:

放眼望去, 图形的变化趋势,其实是一条曲线,这条曲线更倾向于"S" 型曲线,我们来验证一下,看“二次曲线”和“S曲线”相比,两者哪一个的拟合度更高! 点击“分析—回归—曲线估计——进入如下界面

在“模型”选项中,勾选”二次项“和”S" 两个模型,点击确定,得到如下结果: 通过“二次”和“S “ 两个模型的对比,可以看出S 模型的拟合度明显高于

数学建模——回归分析

回归分析——20121060025 吕佳琪 企业编号生产性固定资产价值(万元)工业总产值(万元) 1318524 29101019 3200638 4409815 5415913 6502928 7314605 812101516 910221219 1012251624 合计65259801 (2)建立直线回归方程; (3)计算估价标准误差; (4)估计生产性固定资产(自变量)为1100万元时总产值(因变量)的可能值。解: (1)画出散点图,观察二变量的相关方向 x=[318 910 200 409 415 502 314 1210 1022 1225]; y=[524 1019 638 815 913 928 605 1516 1219 1624]; plot(x,y,'or') xlabel('生产性固定资产价值(万元)') ylabel('工业总产值(万元)') 由图形可得,二变量的相关方向应为直线 (2)

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); b,bint,stats b = 395、5670 0、8958 bint = 210、4845 580、6495 0、6500 1、1417 stats = 1、0e+004 * 0、0001 0、0071 0、0000 1、6035 上述相关系数r为1,显著性水平为0 Y=395、5670+0、8958*x (3) 计算方法:W=((Y1-y1)^2+……+(Y10-y10)^2)^(1/2)/10 利用SPSS进行回归分析:

常见非线性回归模型

常见非线性回归模型 1.简非线性模型简介 非线性回归模型在经济学研究中有着广泛的应用。有一些非线性回归模型可以通 过直接代换或间接代换转化为线性回归模型,但也有一些非线性回归模型却无 法通过代换转化为线性回归模型。 柯布—道格拉斯生产函数模型 y AKL 其中L和K分别是劳力投入和资金投入, y是产出。由于误差项是可加的, 从而也不能通过代换转化为线性回归模型。 对于联立方程模型,只要其中有一个方程是不能通过代换转化为线性,那么这个联立方程模型就是非线性的。 单方程非线性回归模型的一般形式为 y f(x1,x2, ,xk; 1, 2, , p) 2.可化为线性回归的曲线回归 在实际问题当中,有许多回归模型的被解释变量y与解释变量x之间的关系都不是线性的,其中一些回归模型通过对自变量或因变量的函数变换可以转化为

线性关系,利用线性回归求解未知参数,并作回归诊断。如下列模型。 (1)y 0 1e x (2)y 0 1x2x2p x p (3)y ae bx (4)y=alnx+b 对于(1)式,只需令x e x即可化为y对x是线性的形式y01x,需要指出的是,新引进的自变量只能依赖于原始变量,而不能与未知参数有关。 对于(2)式,可以令x1=x,x2=x2,?,x p=x p,于是得到y关于x1,x2,?, x p 的线性表达式y 0 1x12x2 pxp 对与(3)式,对等式两边同时去自然数对数,得lnylnabx ,令 y lny, 0 lna, 1 b,于是得到y关于x的一元线性回归模型: y 0 1x。 乘性误差项模型和加性误差项模型所得的结果有一定差异,其中乘性误差项模型认为yt本身是异方差的,而lnyt是等方差的。加性误差项模型认为yt是等 方差的。从统计性质看两者的差异,前者淡化了y t值大的项(近期数据)的作用, 强化了y t值小的项(早期数据)的作用,对早起数据拟合得效果较好,而后者则 对近期数据拟合得效果较好。 影响模型拟合效果的统计性质主要是异方差、自相关和共线性这三个方面。 异方差可以同构选择乘性误差项模型和加性误差项模型解决,必要时还可以使用 加权最小二乘。

多项式回归分析的例子

多项式回归分析的例子 例如, 不能用变量代换的方法将其转换为可按线性模型方式分析的模型, 需要使用多项式回归分析方法, 令, , , 则模型变换为 , 即可按线性模型方式进行分析。 若回归方程是下面这样拟合的非线性方程: , (1) 其中所有的都是自变量的已知函数而不包括任何未知参数, 若令 , , ………………… , 则式(1)可写成 , 从而可按多元线性回归方式进行分析处理。 多项式回归在回归问题中占特殊的地位, 因为任何函数至少在一个比较小的邻域内可用多项式任意逼近, 因此通常在比较复杂的实际问题中, 可以不问与诸因素的确切关系如何, 而用多项式回归(当然首先应试用最简单的一次多项式即线性回归)进行分析和计算。 例在某化合物的合成试验中, 为了提高产量, 选取了原料配比()、溶剂量()和反应时间()三个因素, 试验结果如表1所示, 请用多项式回归模型拟合试验数据(显著性水平等于0.05)。 表1 (

若收率()与原料配比()、溶剂量()和反应时间()三个因素之间的函数关系近似满足二次回归模型: , (其中溶剂用量对作用很小, 建模时可以不考虑), 按表2数据进行数据输入: 表2 )^2() 本软件给出的回归分析有关的结果如下(与回归分析无关的内容未列出): 指标名称: 收率单位: ? 因素1名称: 时间单位: ? 因素2名称: 时间^2 单位: ? 因素3名称: 配比×时间单位: ? ------------------- 多元回归分析 ------------------- 回归分析采用全回归法, 显著性水平α=0.05 拟建立回归方程: y = b(0) + b(1)*X(1) + b(2)*X(2) + b(3)*X(3) 回归系数 b(i): b(0)= 5.79e-2 b(1)= 0.252 b(2)=-6.48e-2 b(3)= 2.83e-2 标准回归系数 B(i):

计量经济学基础_非线性回归模型

第四节 非线形回归模型 一、 可线性化模型 在非线性回归模型中,有一些模型经过适当的变量变换或函数变换就可以转化成线性回归模型,从而将非线性回归模型的参数估计问题转化成线性回归模型的参数估计,称这类模型为可线性化模型。在计量经济分析中经常使用的可线性化模型有对数线性模型、半对数线性模型、倒数线性模型、多项式线性模型、成长曲线模型等。 1.倒数模型 我们把形如: u x b b y ++=110;u x b b y ++=1110 (3.4.1) 的模型称为倒数(又称为双曲线函数)模型。 设:x x 1*=,y y 1*=,即进行变量的倒数变换,就可以将其转化成线性回归模型。 倒数变换模型有一个明显的特征:随着x 的无限扩大,y 将趋于极限值0b (或0/1b ),即有一个渐进下限或上限。有些经济现象(如平均固定成本曲线、商品的成长曲线、恩格尔曲线、菲利普斯曲线等)恰好有类似的变动规律,因此可以由倒数变换模型进行描述。 2.对数模型 模型形式: u x b b y ++=ln ln 10 (3.4.2) (该模型是将u b e Ax y 1=两边取对数,做恒等变换的另一种形式,其中A b ln 0=)。 上式lny 对参数0b 和1b 是线性的,而且变量的对数形式也是线性的。因此,我们将以上模型称为双对数(double-log)模型或称为对数一线性(log-liner)模型。 令:x x y y ln ,ln **==代入模型将其转化为线性回归模型: u x b b y ++=*10* (3.4.3) 变换后的模型不仅参数是线性的,而且通过变换后的变量间也是线性的。 模型特点:斜率1b 度量了y 关于x 的弹性:

数学建模之回归分析法

什么是回归分析 回归分析(regression analysis)是确定两种或两种以上变数间相互依赖的定量关系的一种统计分析方法。运用十分广泛,回归分析按照涉及的自变量的多少,可分为一元回归分析和多元回归分析;按照自变量和因变量之间的关系类型,可分为线性回归分析和非线性回归分析。如果在回归分析中,只包括一个自变量和一个因变量,且二者的关系可用一条直线近似表示,这种回归分析称为一元线性回归分析。如果回归分析中包括两个或两个以上的自变量,且因变量和自变量之间是线性关系,则称为多元线性回归分析。 回归分析之一多元线性回归模型案例解析 多元线性回归,主要是研究一个因变量与多个自变量之间的相关关系,跟一元回归原理差不多,区别在于影响因素(自变量)更多些而已,例如:一元线性回归方程为: 毫无疑问,多元线性回归方程应该为: 上图中的x1, x2, xp分别代表“自变量”Xp截止,代表有P个自变量,如果有“N组样本,那么这个多元线性回归,将会组成一个矩阵,如下图所示: 那么,多元线性回归方程矩阵形式为: 其中:代表随机误差,其中随机误差分为:可解释的误差和不可解释的误差,随机误差必须满足以下四个条件,多元线性方程才有意义(一元线性方程也一样) 1:服成正太分布,即指:随机误差必须是服成正太分别的随机变量。 2:无偏性假设,即指:期望值为0 3:同共方差性假设,即指,所有的随机误差变量方差都相等 4:独立性假设,即指:所有的随机误差变量都相互独立,可以用协方差解释。

今天跟大家一起讨论一下,SPSS---多元线性回归的具体操作过程,下面以教程教程数据为例,分析汽车特征与汽车销售量之间的关系。通过分析汽车特征跟汽车销售量的关系,建立拟合多元线性回归模型。数据如下图所示:(数据可以先用excel建立再通过spss打开) 点击“分析”——回归——线性——进入如下图所示的界面:

非线性回归分析(常见曲线及方程)

非线性回归分析 回归分析中,当研究的因果关系只涉及因变量和一个自变量时,叫做一元回归分析;当研究的因果关系涉及因变量和两个或两个以上自变量时,叫做多元回归分析。此外,回归分析中,又依据描述自变量与因变量之间因果关系的函数表达式是线性的还是非线性的,分为线性回归分析和非线性回归分析。通常线性回归分析法是最基本的分析方法,遇到非线性回归问题可以借助数学手段化为线性回归问题处理 两个现象变量之间的相关关系并非线性关系,而呈现某种非线性的曲线关系,如:双曲线、二次曲线、三次曲线、幂函数曲线、指数函数曲线(Gompertz)、S型曲线(Logistic) 对数曲线、指数曲线等,以这些变量之间的曲线相关关系,拟合相应的回归曲线,建立非线性回归方程,进行回归分析称为非线性回归分析 常见非线性规划曲线 1.双曲线1b a y x =+ 2.二次曲线 3.三次曲线 4.幂函数曲线 5.指数函数曲线(Gompertz) 6.倒指数曲线y=a / e b x其中a>0, 7.S型曲线(Logistic) 1 e x y a b-= + 8.对数曲线y=a+b log x,x>0 9.指数曲线y=a e bx其中参数a>0 1.回归: (1)确定回归系数的命令 [beta,r,J]=nlinfit(x,y,’model’,beta0) (2)非线性回归命令:nlintool(x,y,’model’, beta0,alpha) 2.预测和预测误差估计: [Y,DELTA]=nlpredci(’model’, x,beta,r,J) 求nlinfit 或lintool所得的回归函数在x处的预测值Y及预测值的显著性水平为1-alpha的置信区间Y,DELTA. 例2 观测物体降落的距离s与时间t的关系,得到数据如下表,求s 2 解: 1. 对将要拟合的非线性模型y=a/ e b x,建立M文件volum.m如下:

回归分析在数学建模中的应用

摘要 回归分析和方差分析是探究和处理相关关系的两个重要的分支,其中回归分析方法是预测方面最常用的数学方法,它是利用统计数据来确定变量之间的关系,并且依据这种关系来预测未来的发展趋势。本文主要介绍了一元线性回归分析方法和多元线性回归分析方法的一般思想方法和一般步骤,并且用它们来研究和分析我们在生活中常遇到的一些难以用函数形式确定的变量之间的关系。在解决的过程中,建立回归方程,再通过该回归方程进行预测。 关键词:多元线性回归分析;参数估计;F检验

回归分析在数学建模中的应用 Abstract Regression analysis and analysis of variance is the inquiry and processing of the correlation between two important branches, wherein the regression analysis method is the most commonly used mathematical prediction method, it is the use of statistical data to determine the relationship between the variables, and based on this relationship predict future trends. introduces a linear regression analysis and multiple linear regression analysis method general way of thinking and the general steps, and use them to research and analysis that we encounter in our life, are difficult to determine as a function relationship between the variables in the solving process, the regression equation is established by the regression equation to predict. Keywords:Multiple linear regression analysis; parameter estimation;inspection II

数学建模-回归分析-多元回归分析

1、 多元线性回归在回归分析中,如果有两个或两个以上的自变量,就称为 多元回归。事实上,一种现象常常是与多个因素相联系的,由多个自变量的最优组合共同来预测或估计因变量,比只用一个自变量进行预测或估计更有效,更符合实际。 在实际经济问题中,一个变量往往受到多个变量的影响。例如,家庭消费支出,除了受家庭可支配收入的影响外,还受诸如家庭所有的财富、物价水平、金融机构存款利息等多种因素的影响,表现在线性回归模型中的解释变量有多个。这样的模型被称为多元线性回归模型。(multivariable linear regression model ) 多元线性回归模型的一般形式为: 其中k 为解释变量的数目,j β (j=1,2,…,k)称为回归系数(regression coefficient)。上式也被称为总体回归函数的随机表达式。它的非随机表达式为: j β也被称为偏回归系数(partial regression coefficient)。 2、 多元线性回归计算模型 多元性回归模型的参数估计,同一元线性回归方程一样,也是在要求误差平方和(Σe)为最小的前提下,用最小二乘法或最大似然估计法求解参数。 设( 11 x , 12 x ,…, 1p x , 1 y ),…,( 1 n x , 2 n x ,…, np x , n y )是一个样本, 用最大似然估计法估计参数: 达 到最小。

把(4)式化简可得: 引入矩阵: 方程组(5)可以化简得: 可得最大似然估计值:

3、Matlab 多元线性回归的实现 多元线性回归在Matlab 中主要实现方法如下: (1)b=regress(Y, X ) 确定回归系数的点估计值 其中 (2)[b,bint,r,rint,stats]=regress(Y,X,alpha)求回归系数的点估计和区间估计、并检 验回归模型 ①bint 表示回归系数的区间估计. ②r 表示残差 ③rint 表示置信区间 ④stats 表示用于检验回归模型的统计量,有三个数值:相关系数r2、F 值、与F 对应的 概率p 说明:相关系数r2越接近1,说明回归方程越显著;F>F1-alpha(p,n-p-1) 时拒绝H0,F 越大,说明回归方程越显著;与F 对应的概率p<α 时拒绝H0,回归模型成立。 ⑤alpha 表示显著性水平(缺省时为0.05) (3)rcoplot(r,rint) 画出残差及其置信区间

非线性回归分析(教案)

1.3非线性回归问题, 知识目标:通过典型案例的探究,进一步学习非线性回归模型的回归分析。 能力目标:会将非线性回归模型通过降次和换元的方法转化成线性化回归模型。 情感目标:体会数学知识变化无穷的魅力。 教学要求:通过典型案例的探究,进一步了解回归分析的基本思想、方法及初步应用. 教学重点:通过探究使学生体会有些非线性模型通过变换可以转化为线性回归模型,了解在解决实际问题的 过程中寻找更好的模型的方法. 教学难点:了解常用函数的图象特点,选择不同的模型建模,并通过比较相关指数对不同的模型进行比较. 教学方式:合作探究 教学过程: 一、复习准备: 对于非线性回归问题,并且没有给出经验公式,这时我们可以画出已知数据的散点图,把它与必修模块《数学1》中学过的各种函数(幂函数、指数函数、对数函数等)的图象作比较,挑选一种跟这些散点拟合得最好的函数,然后采用适当的变量代换,把问题转化为线性回归问题,使其得到解决. 二、讲授新课: 1. 探究非线性回归方程的确定: 1. 给出例1:一只红铃虫的产卵数y 和温度x 有关,现收集了7组观测数据列于下表中,试建立y 与x 之间的/y 个 2. 讨论:观察右图中的散点图,发现样本点并没有分布在某个带状区域内,即两个变量不呈线性相关关系,所以不能直接用线性回归方程来建立两个变量之间的关系. ① 如果散点图中的点分布在一个直线状带形区域,可以选线性回归模型来建模;如果散点图中的点分布在一个曲线状带形区域,就需选择非线性回归模型来建模. ② 根据已有的函数知识,可以发现样本点分布在某一条指数函数曲线y =2C 1e x C 的周围(其中12,c c 是待定的参数),故可用指数函数模型来拟合这两个变量. ③ 在上式两边取对数,得21ln ln y c x c =+,再令ln z y =,则21ln z c x c =+,可以用线性回归方程来拟合. ④ 利用计算器算得 3.843,0.272a b =-=,z 与x 间的线性回归方程为 0.272 3.843z x =-,因此红铃虫的产卵数对温度的非线性回归方程为0.272 3.843x y e -=. ⑤ 利用回归方程探究非线性回归问题,可按“作散点图→建模→确定方程”这三个步骤进行. 其关键在于如何通过适当的变换,将非线性回归问题转化成线性回归问题. 三、合作探究 例 2.:炼钢厂出钢时所用的盛钢水的钢包,在使用过程中,由于钢液及炉渣对包衬耐火材料的侵蚀,使其容积不断增大,请根据表格中的数据找出使用次数 x 与增大的容积y 之间的关系.

回归模型的残差分析

回归模型的残差分析 山东 胡大波 判断回归模型的拟合效果是回归分析的重要内容,在回归分析中,通常用残差分析来判断回归模型的拟合效果。下面具体分析残差分析的途径及具体例子。 一、 残差分析的两种方法 1、差分析的基本方法是由回归方程作出残差图,通过观测残差图,以分析和发现观测数据中可能出现的错误以及所选用的回归模型是否恰当;在残差图中,残差点比较均匀地落在水平区域中,说明选用的模型比较合适,这样的带状区域的宽度越窄,说明模型的拟合精度越高,回归方程的预报精度越高。 2、可以进一步通过相关指数∑∑==--- =n i i n i i i y y y y R 1 2 1 2 ^ 2 )()(1来衡量回归模型的拟合效果,一般 规律是2 R 越大,残差平方和就越小,从而回归模型的拟合效果越好。 二、 典例分析: 例1、某运动员训练次数与运动成绩之间的数据关系如下: 试预测该运动员训练47次以及55次的成绩。 解答:(1)作出该运动员训练次数x 与成绩y 之间的散点图,如图1所示,由散点图可 知,它们之间具有线性相关关系。 (2)列表计算: 由上表可求得875.40,25.39==y x , 126568 1 2 =∑=i i x ,137318 1 2=∑=i i y ,

131808 1 =∑=i i i y x ,所以∑∑==---= 8 1 2 8 1 )() )((i i i i i x x y y x x β.0415.188 1 2 28 1≈--= ∑∑==i i i i i x x y x y x 00302.0-≈-=x y βα,所以回归直线方程为.00302.00415.1^ -=x y (3)计算相关系数 将上述数据代入∑∑∑===---= 8 1 8 1 2 22 2 8 1 ) 8)(8(8i i i i i i i y y x x y x y x r 得992704.0=r ,查表可知 707.005.0=r ,而05.0r r >,故y 与x 之间存在显着的相关关系。 (4)残差分析: 作残差图如图2,由图可知,残差点比较均匀地分布在水平带状区域中,说明选用的模型比较合适。 计算残差的方差得884113.02 =σ ,说明预报的精度较高。 (5)计算相关指数2 R 计算相关指数2 R =0.9855.说明该运动员的成绩的差异有98.55%是由训练次数引起的。 (6)做出预报 由上述分析可知,我们可用回归方程 .00302.00415.1^ -=x y 作为该运动员成绩的预报值。 将x =47和x =55分别代入该方程可得y =49和y =57, 故预测运动员训练47次和55次的成绩分别为49和57. 点评:一般地,建立回归模型的基本步骤为: (1)确定研究对象,明确哪个变量是解释变量,哪个变量是预报变量; (2)画出确定好的解释变量和预报变量的散点图,观察它们之间的关系(如是否存在线性关系等); (3)由经验确定回归方程的类型(如我们观察到数据呈线性关系,则选用线性回归方程y =bx +a ); (4)按一定规则估计回归方程中的参数(如最小二乘法); (5)得出结果后分析残差图是否有异常(个别数据对应残差过大,或残差呈现不随机的规律性等等),若存在异常,则检查数据是否有误,或模型是否合适等。 例2、某城区为研究城镇居民月家庭人均生活费支出和月人均收入的相关关系,随机抽取

多元回归分析matlab剖析

回归分析MATLAB 工具箱 一、多元线性回归 多元线性回归:p p x x y βββ+++=...110 1、确定回归系数的点估计值: 命令为:b=regress(Y , X ) ①b 表示???? ?? ????????=p b βββ?...??10 ②Y 表示????????????=n Y Y Y Y (2) 1 ③X 表示??? ??? ????? ???=np n n p p x x x x x x x x x X ...1......... .........1 (12) 1 22221 11211 2、求回归系数的点估计和区间估计、并检验回归模型: 命令为:[b, bint,r,rint,stats]=regress(Y ,X,alpha) ①bint 表示回归系数的区间估计. ②r 表示残差. ③rint 表示置信区间. ④stats 表示用于检验回归模型的统计量,有三个数值:相关系数r 2、F 值、与F 对应的概率p. 说明:相关系数2 r 越接近1,说明回归方程越显著;)1,(1-->-k n k F F α时拒绝0H ,F 越大,说明回归方程越显著;与F 对应的概率p α<时拒绝H 0,回归模型成立. ⑤alpha 表示显著性水平(缺省时为0.05) 3、画出残差及其置信区间. 命令为:rcoplot(r,rint) 例1.如下程序. 解:(1)输入数据. x=[143 145 146 147 149 150 153 154 155 156 157 158 159 160 162 164]'; X=[ones(16,1) x]; Y=[88 85 88 91 92 93 93 95 96 98 97 96 98 99 100 102]'; (2)回归分析及检验. [b,bint,r,rint,stats]=regress(Y ,X) b,bint,stats 得结果:b = bint =

初中数学数学论文线性回归分析的数学模型

线性回归分析的数学模型 在实际问题中常常遇到简单的变量之间的关系,我们会遇到多个变量同处于一个过程之中,它们之间互相联系、互相制约.这些问题中最简单的是线性回归.线性回归分析是对客观事物数量关系的分析,是一种重要的统计分析方法,被广泛的应用于社会经济现象变量之间的影响因素和关联的研究.由于客观事物的联系错综复杂经济现象的变化往往用一个变量无法描述,故本篇论文在深入分析一元线性回归及数学模型的情况下,又详细地介绍了多元线性回归方程的参数估计和其显著性检验等.全面揭示了这种复杂的依存关系,准确测定现象之间的数量变动.以提高预测和控制的准确度. 本文中详细的阐述了线性回归的定义及其线性模型的简单分析并应用了最小二乘法原理.具体介绍了线性回归分析方程参数估计办法和其显著性检验.并充分利用回归方程进行点预测和区间预测. 但复杂的计算给分析方法推广带来了困难,需要相应的操作软件来计算回归分析求解操作过程中的数据.以提高预测和控制的准确度.从而为工农业生产及研究起到强有力的推动作用. 关键词:线性回归;最小二乘法;数学模型 目录 第一章前言 (1) 第二章线性模型 (2) 第一节一元线性模型 (2) 第二节多元线性模型 (4) 第三章参数估计 (5) 第一节一元线性回归方程中的未知参数的估计 (5) 第二节多元线性回归模型的参数估计 (8) 第四章显著性检验 (13) 第一节一元线性回归方程的显著性检验 (13) 第二节多元线性回归方程的显著性检验 (20) 第五章利用回归方程进行点预测和区间预测 (21) 第六章总结 (26) 致谢 (27) 参考文献………………………………………………………………………… 第一章前言

最新高中数学选修2-3《回归分析的初步应用--探究非线性回归模型》教案精编版

2020年高中数学选修2-3《回归分析的初步应用--探究非线性回归模型》教案精编 版

回归分析的初步应用(教案) ——探究非线性回归模型 佛山市第三中学张云雁 一、教材分析 1. 教材的地位与作用: “回归分析的初步应用”是人民教育出版社A版《数学选修2-3》统计案例一章的内容,是《必修3》“线性回归分析”的延伸。根据高中课程标准,这里准备安排4个课时,本次说课的内容为第3课时。 虽然线性回归分析具有广泛的应用,但是大量实际问题的两个变量不一定都呈线性相关关系,所以有必要探究如何建立非线性回归模型,进行更有效的数据处理。 2. 教学重点、难点: 教学重点:探究用线性回归模型研究非线性回归模型。 教学难点:如何选择不同的模型建模,以及如何将非线性回归模型转化为线性回归模型。 二、学情分析 教学对象是高二的学生,通过前面的学习,具有一定的线性回归分析、相关指数和残差分析的知识,这为探究非线性模型奠定了良好的基础,但由于学生较少接触数学建模的思想,思路不够开阔,为模型间的转化带来了一定的困难。 三、教学目标 知识与技能目标:能根据散点图的特点选择回归模型,通过函数变换,借助线性回归模型研究非线性回归模型。 过程与方法目标:经历非线性回归模型的探索过程,掌握建立非线性模型的基本步骤,体会统计方法的特点。

情感、态度与价值观:以探究问题为中心,感受研究非线性回归模型的必要意义,体验数学的文化内涵,形成学习数学的积极态度。 四、教学方法 1. 教法分析 主要采用“引导发现,合作探究”的教学方法,通过组织学生观察、分析、计算、交流、归纳,让学生在探究学习的过程中经历知识形成的全过程。 利用多媒体辅助教学,优化了教学过程,大大提高了课堂教学效率。 2.学法分析 重点指导学生通过观察思考、类比联想,形成“自主探究、合作交流”的学习形式,培养学生从“学会知识”到“会学知识”。 五、教学过程 (一)知识回顾 首先以07年广东的一道高考题引入新课: 下表提供了某厂节能降耗技术改造后生产甲产品过程中记录的产量(吨)与相应的生产能耗(吨标准煤)的几组对照数据: (1)请画出上表数据的散点图; (2)请根据上表提供的数据,用最小二乘法求出y关于x的线性回归方程?y bx a =+; (3)已知该厂技改前100吨甲产品的生产能耗为90吨标准煤.试根据(2)求出的线性回归方程,预测生产100吨甲产品的生产能耗比技改前降低多少吨标准煤? 师:回忆并叙述建立线性回归模型的基本步骤? 生:选取变量、画散点图、选择模型、估计参数、分析与预测。 [设计意图]:为建立非线性回归模型作准备。

Matlab多变量回归分析教程

本次教程的主要内容包含: 一、多元线性回归 2# 多元线性回归:regress 二、多项式回归 3# 一元多项式:polyfit或者polytool 多元二项式:rstool或者rsmdemo 三、非线性回归 4# 非线性回归:nlinfit 四、逐步回归 5# 逐步回归:stepwise 一、多元线性回归 多元线性回归: 1、b=regress(Y, X ) 确定回归系数的点估计值

2、[b, bint,r,rint,stats]=regress(Y,X,alpha)求回归系数的点估计和区间估计、并检验回归模型 ①bint表示回归系数的区间估计. ②r表示残差 ③rint表示置信区间 ④stats表示用于检验回归模型的统计量,有三个数值:相关系数r2、F值、与F对应的概率p 说明:相关系数r2越接近1,说明回归方程越显著;时拒绝H0,F越大,说明回归方程越显著;与F对应的概率p<α时拒绝H0 ⑤alpha表示显著性水平(缺省时为0.05) 3、rcoplot(r,rint)画出残差及其置信区间 具体参见下面的实例演示 4、实例演示,函数使用说明 (1)输入数据 1.>>x=[143 145 146 147 149 150 153 154 155 156 157 158 159 160 162 164]'; 2.>>X=[ones(16,1) x]; 3.>>Y=[88 85 88 91 92 93 93 95 96 98 97 96 98 99 100 102]'; 复制代码 (2)回归分析及检验 1. >> [b,bint,r,rint,stats]=regress(Y,X) 2. 3. b = 4. 5. -1 6.0730 6.0.7194 7. 8. 9.bint =

最新多元线性回归与多项式回归

多元线性回归与多项 式回归

第九章 多元线性回归与多项式回归 直线回归研究的是一个依变量与一个自变量之间的回归问题,但是,在畜禽、水产科学领域的许多实际问题中,影响依变量的自变量往往不止一个,而是多个,比如绵羊的产毛量这一变量同时受到绵羊体重、胸围、体长等多个变量的影响,因此需要进行一个依变量与多个自变量间的回归分析,即多元回归分析(multiple regression analysis ),而其中最为简单、常用并且具有基础性质的是多元线性回归分析(multiple linear regression analysis ),许多非线性回归(non-linear regression )和多项式回归(polynomial regression )都可以化为多元线性回归来解决,因而多元线性回归分析有着广泛的应用。研究多元线性回归分析的思想、方法和原理与直线回归分析基本相同,但是其中要涉及到一些新的概念以及进行更细致的分析,特别是在计算上要比直线回归分析复杂得多,当自变量较多时,需要应用电子计算机进行计算。aaa 第一节 多元线性回归分析 多元线性回归分析的基本任务包括:根据依变量与多个自变量的实际观测值建立依变量对多个自变量的多元线性回归方程;检验、分析各个自变量对依自变量的综合线性影响的显著性;检验、分析各个自变量对依变量的单纯线性影响的显著性,选择仅对依变量有显著线性影响的自变量,建立最优多元线性回归方程;评定各个自变量对依变量影响的相对重要性以及测定最优多元线性回归方程的偏离度等。 一、 多元线性回归方程的建立 (一)多元线性回归的数学模型 设依变量y 与自变量1x 、2x 、…、m x 共有n 组实际观测数据: 假定依变量y 与自变量x 1、x 2、…、x m 间存在线性关系,其数学模型为: j mj m j j j x x x y εββββ+++++=...22110 (9-1)

【最新】R语言局部多项式回归拟合LOESS回归案例分析报告 附代码数据

【原创】R语言报告论文(附代码数据) 有问题到淘宝找“大数据部落”就可以了 R语言局部多项式回归拟合LOESS回归案例分析报告 LOESS回归是用来拟合平滑易变的时间序列的最常见的方法。这是一种非参数方 法,其中最小二乘回归在局部子集中执行。 介绍 局部回归的LOESS是一种非参数方法,适合多重回归。如果你知道你的X变量被绑定在一个范围内,这可以是特别足智多谋的。 可以使用loess()数值向量来进行LOESS回归,以使其平滑并在局部(即,在训练值X s内)预测Y. 邻域的大小可以使用span参数来控制,范围在0到1之间。它控制平滑的程度。所以,值越大span,拟合曲线越平滑。 在没有解释变量的情况下,预测变量可以仅仅是从1到观察次数的指数。如果有其他解释变量可用,也可以使用它们(最多4个)。 例子 对于这个例子,我们将尝试根据数据包中的数据集,对失业的中位数时间进行局部回归和平滑处理。我们只考虑这个分析的前80行,因此在下面的图表中更容易观察平滑的程度。economicsggplot2 预测LOESS

从上图可以看出,随着跨度的增加,曲线的平滑度也随之增加。 寻找最佳的平滑范围 随着平滑span度的变化,拟合曲线的精度也会发生变化。如果你的意图是最小化错误,那么optim()可以用它来找到span最小化平方误差和(SSE)的值。对于这种情况,从图形上直观的看,较低的上证指数可能会在较低的价值下实现span,但对于更具挑战性的情况,optimizing跨度可能有所帮助。 为了实现optim(),我们定义了计算SSE的函数。需要一个错误处理机制来解决span产生非数字的非常低的值和情况。模拟退火方法(SANN)在这里实现,以找到span最小的SSE。该par参数指定的第一个值span处optim()开始搜索。

线性回归分析的基本步骤

步骤一、建立模型 知识点: 1、总体回归模型、总体回归方程、样本回归模型、样本回归方程 ①总体回归模型:研究总体之中自变量和因变量之间某种非确定依赖关系的计量模型。Y X U β=+ 特点:由于随机误差项U 的存在,使得Y 和X 不在一条直线/平面上。 例1:某镇共有60个家庭,经普查,60个家庭的每周收入(X )与每周消费(Y )数据如下: 作出其散点图如下: ②总体回归方程(线):由于假定0EU =,因此因变量的均值与自变量

总处于一条直线上,这条直线()|E Y X X β=就称为总体回归线(方程)。 总体回归方程的求法:以例1的数据为例 ,求出E (Y |X 由于01|i i i E Y X X ββ=+,因此任意带入两个X i 和其对应的E (Y |X i )值,即可求出01ββ和,并进而得到总体回归方程。 如将()()2227 77100,|77200,|137X E Y X X E Y X ====和代入 ()01|i i i E Y X X ββ=+可得:0100117710017 1372000.6ββββββ=+=?????=+=?? 以上求出01ββ和反映了E (Y |X i )和X i 之间的真实关系,即所求的总体回归方程为:()|170.6i i i E Y X X =+,其图形为: ③样本回归模型:总体通常难以得到,因此只能通过抽样得到样本数据。

如在例1中,通过抽样考察,我们得到了20个家庭的样本数据: 那么描述样本数据中因变量Y 和自变量X 之间非确定依赖关系的模型 ?Y X e β =+就称为样本回归模型。 ④样本回归方程(线):通过样本数据估计出?β ,得到样本观测值的拟合值与解释变量之间的关系方程??Y X β=称为样本回归方程。如下图所示: ⑤四者之间的关系: ⅰ:总体回归模型建立在总体数据之上,它描述的是因变量Y 和自变量X 之间的真实的非确定型依赖关系;样本回归模型建立在抽样数据基础之上,它描述的是因变量Y 和自变量X 之间的近似于真实的非确定型依赖

实验三 多元线性回归模型和非线性回归模型

实验三多元线性回归模型和非线性回归模型 【实验目的】 掌握建立多元线性回归模型和非线性回归模型,以及比较、筛选模型的方法。【实验内容】 建立我国国有独立核算工业企业生产函数。 根据生产函数理论,生产函数的基本形式为:(,,,) Y f t L Kε =。其中,L、K 分别为生产过程中投入的劳动与资金,时间变量t反映技术进步的影响。表3.1列出了我国1978-1994年期间国有独立核算工业企业的有关统计资料;其中产出Y为工业总产值(可比价),L、K分别为年末职工人数和固定资产净值(可比价)。 表3.1 我国国有独立核算工业企业统计资料 年份时间t 工业总产值 Y(亿元) 职工人数 L(万人) 固定资产 K(亿元) 1978 1 3289.18 3139 2225.70 1979 2 3581.26 3208 2376.34 1980 3 3782.17 3334 2522.81 1981 4 3877.86 3488 2700.90 1982 5 4151.25 3582 2902.19 1983 6 4541.05 3632 3141.76 1984 7 4946.11 3669 3350.95 1985 8 5586.14 3815 3835.79 1986 9 5931.36 3955 4302.25 1987 10 6601.60 4086 4786.05 1988 11 7434.06 4229 5251.90 1989 12 7721.01 4273 5808.71 1990 13 7949.55 4364 6365.79 1991 14 8634.80 4472 7071.35 1992 15 9705.52 4521 7757.25 1993 16 10261.65 4498 8628.77 1994 17 10928.66 4545 9374.34 【实验步骤】 一、建立多元线性回归模型 (一)建立包括时间变量的三元线性回归模型; 在命令窗口依次键入以下命令即可: ⒈建立工作文件:CREATE A 1978 1994

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