数学建模常用各种检验方法及常用方法
数学建模各种分析方法
现代统计学1.因子分析(Faｃｔor Ａｎalysis)因子分析的基本目的就是用少数几个因子去描述许多指标或因素之间的联系，即将相关比较密切的几个变量归在同一类中，每一类变量就成为一个因子(之所以称其为因子,是因为它是不可观测的，即不是具体的变量），以较少的几个因子反映原资料的大部分信息.运用这种研究技术，我们可以方便地找出影响消费者购买、消费以及满意度的主要因素是哪些，以及它们的影响力（权重）运用这种研究技术，我们还可以为市场细分做前期分析。
2．主成分分析主成分分析主要是作为一种探索性的技术，在分析者进行多元数据分析之前,用主成分分析来分析数据,让自己对数据有一个大致的了解是非常重要的.主成分分析一般很少单独使用：a，了解数据。
(screeninｇ the daｔa)，b，和ｃｌuｓteｒ aｎaｌysｉs一起使用，c，和判别分析一起使用，比如当变量很多，个案数不多，直接使用判别分析可能无解,这时候可以使用主成份发对变量简化。
（ｒeduce dimensiｏｎality)d,在多元回归中,主成分分析可以帮助判断是否存在共线性(条件指数),还可以用来处理共线性。
主成分分析和因子分析的区别1、因子分析中是把变量表示成各因子的线性组合，而主成分分析中则是把主成分表示成个变量的线性组合。
2、主成分分析的重点在于解释个变量的总方差，而因子分析则把重点放在解释各变量之间的协方差。
３、主成分分析中不需要有假设(ａｓｓｕｍptions）,因子分析则需要一些假设。
因子分析的假设包括：各个共同因子之间不相关，特殊因子（speｃific fａct ｏr）之间也不相关，共同因子和特殊因子之间也不相关.４、主成分分析中，当给定的协方差矩阵或者相关矩阵的特征值是唯一的时候，的主成分一般是独特的；而因子分析中因子不是独特的,可以旋转得到不同的因子。
５、在因子分析中,因子个数需要分析者指定（spss根据一定的条件自动设定,只要是特征值大于1的因子进入分析),而指定的因子数量不同而结果不同。
参数检验 数学建模
t
x m0 s
*
其中
~ t (n 1)
s
*
1 n 1
( xi x )
2
n
是总体方差的无偏估计
（3）计算 t 统计量和对应的相伴概率P(绝对值大于等于的 双侧概率) （4）结论:P≤α,则拒绝H0,认为总体均值与检验值之间有显 著差异.P> α,不能拒绝H0.
应用案例
1、“居民储蓄调查”推断一次性存(取)款金额是否为 2000平方米。 2、收集到26家保险公司人员的构成的数据，现希望对 目前保险公司从业人员受高等教育的程度和年轻化的程 度进行推断。具体来说就是推断具有高等教育水平的员 工平均比例是否不低于0.8，年轻人的平均比例是否为 0.5.
假设检验的基本步骤来自(1)根据检验的目标，对待推断的总体参数或分布 作一个基本假设H0
(2)构造检验统计量,且该统计量一定服从某种已知 分布. (3)利用收集到的样本数据和基本假设计算检验统 计量的值，并得到相应的相伴概率P值，即：拒绝 H0时所犯错误的概率.
(4)如果相伴概率小于用户给定的显著性水平a，则 拒绝H0 ，否则，不拒绝H0 。
喝茶前与喝茶后体重的基本描述统计量
Pai red Sampl es Statisti cs Std. Error Mean Pair 1 喝茶 前体重 喝后 体重 89. 2571 70. 0286 N 35 35 Std. Dev iation 5.33767 5.66457 Mean .90223 .95749
对样本T检验可以发现：三种分析方法的主要思路有许
多共同之处。构造T统计量时，它们的分子都是均值差
，分母都是抽样分布的标准差。只是独立样本T检验的 抽样分布标准差与配对样本T检验的标准差不同。配对
数学建模10种常用算法
数学建模10种常用算法1、蒙特卡罗算法（该算法又称随机性模拟算法，是通过计算机仿真来解决问题的算法，同时可以通过模拟可以来检验自己模型的正确性，是比赛时必用的方法）2、数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法（比赛中通常会遇到大量的数据需要处理，而处理数据的关键就在于这些算法，通常使用Matlab作为工具）3、线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问 题（建模竞赛大多数问题属于最优化问题，很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述，通常使用Lindo、Lingo软件实现）4、图论算法（这类算法可以分为很多种，包括最短路、网络流、二分图等算法，涉及到图论的问题可以用这些方法解决，需要认真准备）5、动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法（这些算法是算法设计中比较常用的方法，很多场合可以用到竞赛中）6、最优化理论的三大非经典算法：模拟退火法、神经网络、遗传算法（这些问题是用来解决一些较困难的最优化问题的算法，对于有些问题非常有帮助，但是算法的实现比较困难，需慎重使用）7、网格算法和穷举法（网格算法和穷举法都是暴力搜索最优点的算法，在很多竞赛题中有应用，当重点讨论模型本身而轻视算法的时候，可以使用这种暴力方案，最好使用一些高级语言作为编程工具）8、一些连续离散化方法（很多问题都是实际来的，数据可以是连续的，而计算机只认的是离散的数据，因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的）9、数值分析算法（如果在比赛中采用高级语言进行编程的话，那一些数值分析中常用的算法比如方程组求解、矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编写库函数进行调用）10、图象处理算法（赛题中有一类问题与图形有关，即使与图形无关，论文中也应该要不乏图片的，这些图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问题，通常使用Matlab进行处参数估计C.F.20世纪60年代,随着电子计算机的。
参数估计有多种方法，有最小二乘法、极大似然法、极大验后法、最小风险法和极小化极大熵法等。
数学建模各类方法归纳总结
数学建模各类方法归纳总结数学建模是一门应用数学领域的重要学科，它旨在通过数学模型对现实世界中的问题进行分析和解决。
随着科技的不断发展和应用需求的增加，数学建模的方法也日趋多样化和丰富化。
本文将对数学建模的各类方法进行归纳总结，以期帮助读者更好地了解和应用数学建模。
一、经典方法1. 贝叶斯统计模型贝叶斯统计模型是一种基于概率和统计的建模方法。
它通过利用先验知识和已知数据来确定未知数据的后验概率分布，从而进行推理和预测。
贝叶斯统计模型在金融、医药、环境等领域具有广泛应用。
2. 数理统计模型数理统计模型是基于概率统计理论和方法的建模方法。
它通过收集和分析样本数据，构建统计模型，并通过参数估计和假设检验等方法对数据进行推断和预测。
数理统计模型在市场预测、风险评估等领域有着重要的应用。
3. 线性规划模型线性规划模型是一种优化建模方法，它通过线性目标函数和线性约束条件来描述和解决问题。
线性规划模型在供应链管理、运输优化等领域被广泛应用，能够有效地提高资源利用效率和降低成本。
4. 非线性规划模型非线性规划模型是一种对目标函数或约束条件存在非线性关系的问题进行建模和求解的方法。
非线性规划模型在经济学、物理学等领域有着广泛的应用，它能够刻画更为复杂的现实问题。
二、进阶方法1. 神经网络模型神经网络模型是一种模拟人脑神经元系统进行信息处理的模型。
它通过构建多层神经元之间的连接关系，利用反向传播算法进行训练和学习，实现对复杂数据的建模和预测。
神经网络模型在图像识别、自然语言处理等领域取得了显著的成果。
2. 遗传算法模型遗传算法模型是一种模拟自然界生物进化过程的优化方法。
它通过模拟遗传、交叉和突变等过程，逐步搜索和优化问题的最优解。
遗传算法模型在组合优化、机器学习等领域具有广泛的应用。
3. 蒙特卡洛模拟模型蒙特卡洛模拟模型是一种基于随机模拟和概率统计的建模方法。
它通过生成大量的随机样本，通过对样本进行抽样和分析，模拟系统的运行和行为，从而对问题进行求解和评估。
数学建模中统计学常用方法
1、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，用到这类方法,具体地说:北可以定量地描述某一现象与某些因素之间 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:多元线性回归与非线性线性回归;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 与spss 来解决)(2) 回归系数的显著性检验(可以通过sas 与spss 来解决)检验就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您模型的优劣，就是完整论文的体现•所以这 点大家一定要注意。
4、 使用步骤：(1) 根据己知条件的数据•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)这种模型的的特点就是直观，容易理解。
这体现在:动态聚类图可以很直观地体现出来！当然，这只就是直观的一个方而！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；聚类方法：最短距离法最长距离法中间距离法重心法 (5) 类平均法(6) 可变类平均法(7) 可变法(8) 利差平均与法在具体做题中，适当选取方法；3、 注意事项在样本量比较大时，要得到聚类结果就显得不就是很容易，这时需要根据背景知识与相关的其她方法辅助处理。
还需要注意的就是:如果总体样本的显著性差异不就是特別大的时候，使用的时候也要注意！4、 方法步骤(1) 首先把每个样本自成一类；2)选取适当的衡量标准，得到衡量矩阵，比如说:距离矩阵或相似性矩阵.找到矩阵中最小的元素，将该元素对应的两 个类归为一类，(4)重复第2步,直到只剩下一个类；(4)重复第2步,直到只剩下一个类；补充:聚类分析就是一种无监督的分类,下而将介绍有监督的“分类”。
数学建模常用各种检验方法
数学建模常用各种检验方法数学建模是利用数学方法解决实际问题的过程。
在进行数学建模时，需要对模型的合理性进行检验，以确保模型的可靠性和准确性。
本文将介绍数学建模中常用的各种检验方法。
1.残差分析方法残差（residual）是指观测值与模型预测值之间的差异。
残差分析可以通过比较残差的大小、分布和形态，来检验模型的合理性。
常用的残差分析方法包括：正态性检验、稳定性检验、独立性检验和同方差性检验。
2.敏感性分析方法敏感性分析（sensitivity analysis）用于分析参数对模型结果的影响程度。
通过改变参数的值，并观察输出结果的变化，可以评估参数对模型的敏感性。
常用的敏感性分析方法包括：单参数敏感性分析、多参数敏感性分析和全局敏感性分析。
3.假设检验方法假设检验（hypothesis testing）用于判断模型的假设是否成立。
通过对模型的假设进行检验，可以评估模型的合理性和拟合优度。
常用的假设检验方法包括：t检验、F检验和卡方检验。
4.误差分析方法误差分析（error analysis）用于评估模型的误差水平。
通过比较实际观测值与模型预测值之间的误差，可以评估模型的准确性和精度。
常用的误差分析方法包括：平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）和平均百分比误差（MAPE）。
5.稳定性分析方法稳定性分析（stability analysis）用于评估模型的稳定性和鲁棒性。
通过对模型进行参数扰动或输入扰动，并观察输出结果的变化，可以评估模型的稳定性和可靠性。
常用的稳定性分析方法包括：参数扰动分析、输入扰动分析和鲁棒性分析。
6.验证方法验证（validation）用于评估模型的预测能力和适用范围。
通过对模型进行验证，可以判断模型在不同情况下的预测效果和适用性。
常用的验证方法包括：留一验证（leave-one-out validation）、交叉验证（cross-validation）和外部验证（external validation）。
数学建模方法分类
数学建模方法分类数据分析法：通过对量测数据的统计分析，找出与数据拟合最好的模型1、回归分析法：用于对函数f(x)的一组观测值(xi,fi)i=1,2,,n，确定函数的表达式，由于处理的是静态的独立数据，故称为数理统计方法。
2、时序分析法：处理的是动态的相关数据，又称为过程统计方法。
3、回归分析法：用于对函数f(x)的一组观测值(xi,fi)i=1,2,,n，确定函数的表达式，由于处理的是静态的独立数据，故称为数理统计方法。
4、时序分析法：处理的是动态的相关数据，又称为过程统计方法。
2数学建模方法一层次分析法比较合适于具有分层交错评价指标的目标系统，而且目标值又难于定量描述的决策问题。
其用法是构造推断矩阵，求出其最大特征值。
及其所对应的特征向量W，归一化后，即为某一层次指标关于上一层次某相关指标的相对重要性权值。
层次分析法是将决策问题按总目标、各层子目标、评价准则直至具体的备投方案的顺序分解为不同的层次结构，然后得用求解推断矩阵特征向量的办法，求得每一层次的各元素对上一层次某元素的优先权重，最后再加权和的方法递归并各备择方案对总目标的最终权重，此最终权重最大者即为最优方案。
3数学建模方法二回归分析：对具有相关关系的现象，依据其关系形态，选择一个合适的数学模型，用来近似地表示变量间的平均变化关系的一种统计方法(一元线性回归、多元线性回归、非线性回归)，回归分析在一组数据的基础上研究这样几个问题：建立因变量与自变量之间的回归模型(经验公式);对回归模型的可信度进行检验;推断每个自变量对因变量的影响是否显著;推断回归模型是否合适这组数据;利用回归模型对进行预报或控制。
相对应的有线性回归、多元二项式回归、非线性回归。
逐步回归分析：从一个自变量开始，视自变量作用的显著程度，从大到地依次逐个引入回归方程：当引入的自变量由于后面变量的引入而变得不显著时，要将其剔除掉;引入一个自变量或从回归方程中剔除一个自变量，为逐步回归的一步;关于每一步都要进行值检验，以保证每次引入新的显著性变量前回归方程中只包涵对作用显著的变量;这个过程反复进行，直至既无不显著的变量从回归方程中剔除，又无显著变量可引入回归方程时为止。
数学建模常用的十种解题方法
数学建模常用的十种解题方法 摘要当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时，人们就要在深入调查研究、了解对象信息、作出简化假设、分析内在规律等工作的基础上，用数学的符号和语言，把它表述为数学式子，也就是数学模型，然后用通过计算得到的模型结果来解释实际问题，并接受实际的检验。
这个建立数学模型的全过程就称为数学建模。
数学建模的十种常用方法有蒙特卡罗算法；数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法；解决线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题的数学规划算法；图论算法；动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法；最优化理论的三大非经典算法：模拟退火法、神经网络、遗传算法；网格算法和穷举法；一些连续离散化方法；数值分析算法；图象处理算法。
关键词：数学建模；蒙特卡罗算法；数据处理算法；数学规划算法；图论算法 一、蒙特卡罗算法蒙特卡罗算法又称随机性模拟算法，是通过计算机仿真来解决问题的算法，同时可以通过模拟可以来检验自己模型的正确性，是比赛时必用的方法。
在工程、通讯、金融等技术问题中, 实验数据很难获取, 或实验数据的获取需耗费很多的人力、物力, 对此, 用计算机随机模拟就是最简单、经济、实用的方法; 此外, 对一些复杂的计算问题, 如非线性议程组求解、最优化、积分微分方程及一些偏微分方程的解⑿, 蒙特卡罗方法也是非常有效的。
一般情况下, 蒙特卜罗算法在二重积分中用均匀随机数计算积分比较简单, 但精度不太理想。
通过方差分析, 论证了利用有利随机数, 可以使积分计算的精度达到最优。
本文给出算例, 并用MA TA LA B 实现。
1蒙特卡罗计算重积分的最简算法-------均匀随机数法二重积分的蒙特卡罗方法(均匀随机数)实际计算中常常要遇到如()dxdy y x f D ⎰⎰,的二重积分, 也常常发现许多时候被积函数的原函数很难求出, 或者原函数根本就不是初等函数, 对于这样的重积分, 可以设计一种蒙特卡罗的方法计算。
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数学建模各种检验方法
1.单个总体2
Nμσ的均值μ的检验:
(,)
2
σ已知,关于均值的检验用ztest命令来实现.
[h,p,ci]=ztest(x,mu,sigma,alpha,tail)
2
σ已知,关于均值的检验用ttest命令来实现.
[h,p,ci]=ttest(x,mu,alpha,tail)
2.两个正态总体均值差的检验（t 检验）
还可以用t 检验法检验具有相同方差的2 个正态总体均值差的假设。
在Matlab 中
由函数ttest2 实现，命令为：
[h,p,ci]=ttest2(x,y,alpha,tail)
3.分布拟合检验
在实际问题中，有时不能预知总体服从什么类型的分布，这时就需要根据样本来检
验关于分布的假设。
下面介绍2χ检验法和专用于检验分布是否为正态的“偏峰、峰度
检验法”。
2
χ检验法
0 H ：总体x的分布函数为F(x) ,
1 H : 总体x的分布函数不是F(x).
在用下述χ 2检验法检验假设0 H 时，若在假设0 H 下F(x)的形式已知，但其参数
值未知，这时需要先用极大似然估计法估计参数，然后作检验。
偏度、峰度检验
4．其它非参数检验
Wilcoxon秩和检验
在Matlab中，秩和检验由函数ranksum实现。
命令为：
[p,h]=ranksum(x,y,alpha)
其中x，y可为不等长向量，alpha为给定的显著水平，它必须为0和1之间的数量。
p返回
产生两独立样本的总体是否相同的显著性概率，h返回假设检验的结果。
如果x和y的总
体差别不显著，则h为零；如果x和y的总体差别显著，则h为1。
如果p 接近于零，则可对
原假设质疑。
5．中位数检验
在假设检验中还有一种检验方法为中位数检验,在一般的教学中不一定介绍,但在
实际中也是被广泛应用到的。
在Matlab中提供了这种检验的函数。
函数的使用方法简单，
下面只给出函数介绍。
signrank函数
signrank Wilcoxon符号秩检验
[p,h]=signrank(x,y,alpha)
其中p给出两个配对样本x和y的中位数相等的假设的显著性概率。
向量x，y的长度必须
相同，alpha为给出的显著性水平，取值为0和1之间的数。
h返回假设检验的结果。
如果
这两个样本的中位数之差几乎为0，则h=0；若有显著差异，则h=1。
signtest函数
signtest 符号检验
[p,h]= signtest(x,y,alpha)
其中p给出两个配对样本x和y的中位数相等的假设的显著性概率。
x
和y若为向量，二者
的长度必须相同；y亦可为标量，在此情况下，计算x的中位数与常数y之间的差异。
alpha
和h同上。
matlab 判断正态分布
总体分布正态性检验
进行参数估计和假设检验时，通常总是假定总体服从正态分布，虽然在许多情况下这个假定是合理的，但是当要以此为前提进行重要的参数估计或假设检验，或者人们对它有较大怀疑的时候，就确有必要对这个假设进行检验，
进行总体正态性检验的方法有很多种，以下针对MATLAB统计工具箱中提供的程序，简单介绍几种方法。
1）Jarque-Bera检验
利用正态分布的偏度g1和峰度g2，构造一个包含g1，g2的分布统计量（自由度n=2），对于显著性水平，当分布统计量小于分布的分位数时，接受H 0：总体服从正态分布；否则拒绝H0，即总体不服从正态分布。
这个检验适用于大样本，当样本容量n较小时需慎用。
Matlab命令：h =jbtest(x)，[h,p,jbstat,cv] =jbtest(x,alpha)。
2）Kolmogorov-Smirnov检验
通过样本的经验分布函数与给定分布函数的比较，推断该样本是否来自给定分布函数的总体。
容量n的样本的经验分布函数记为F n(x)，可由样本中小于x的数据所占的比例得到，给定分布函数记为G(x)，构造的统计量为，即两个分布函数之差的最大值，对于假设H0：总体服从给定的分布G(x)，及给定的，根据D n的极限分布（n®¥时的分布）确定统计量关于是否接受H0的数量界限。
因为这个检验需要给定G(x)，所以当用于正态性检验时只能做标准
正态检验，即H0：总体服从标准正态分布。
Matlab命令：h =kstest(x)。
3）Lilliefors检验
它将Kolmogorov-Smirnov检验改进用于一般的正态性检验，即H0：总体服从正态分布，其中由样本均值和方差估计。
Matlab 命令：
h =lillietest(x)，[h,p,lstat,cv]=lillietest(x,alpha)。
4）另外还有一种方法：首先对于数据进行标准化：Z = ZSCORE(X)，然后在进行2）的Kolmogorov-Smirnov检验，检验是否为标准正态分布，类似于对于方法2）的改进。