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1、2022年高中數(shù)學(xué) 第一章 概率與統(tǒng)計(jì)(第12課)線性回歸(2) 教案 湘教版選修2
教學(xué)目的:
1 進(jìn)一步熟悉回歸直線方程的求法
2.加深對(duì)回歸直線方程意義的理解
3. 增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用回歸直線方程解決相關(guān)實(shí)際問題的意識(shí)掌握樣本相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn)的方法
教學(xué)重點(diǎn):準(zhǔn)確求出回歸直線方程
教學(xué)難點(diǎn):樣本相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn)的方法
授課類型:新授課
課時(shí)安排:1課時(shí)
教 具:多媒體、實(shí)物投影儀
教學(xué)過程:
一、復(fù)習(xí)引入:
1.相關(guān)關(guān)系的概念
當(dāng)自變量一定時(shí),因變量的取值帶有一定的隨機(jī)性的兩個(gè)變量之間的關(guān)系稱為相關(guān)關(guān)系
相關(guān)關(guān)系是非隨機(jī)變量與隨機(jī)變量之間的關(guān)系
2、,函數(shù)關(guān)系是兩個(gè)非隨機(jī)變量之間的關(guān)系,是一種因果關(guān)系,而相關(guān)關(guān)系不一定是因果關(guān)系,所以相關(guān)關(guān)系與函數(shù)關(guān)系不同,其變量具有隨機(jī)性,因此相關(guān)關(guān)系是一種非確定性關(guān)系(有因果關(guān)系,也有伴隨關(guān)系).因此,相關(guān)關(guān)系與函數(shù)關(guān)系的異同點(diǎn)如下:
相同點(diǎn):均是指兩個(gè)變量的關(guān)系
不同點(diǎn):函數(shù)關(guān)系是一種確定的關(guān)系;而相關(guān)關(guān)系是一種非確定關(guān)系;函數(shù)關(guān)系是自變量與因變量之間的關(guān)系,這種關(guān)系是兩個(gè)非隨機(jī)變量的關(guān)系;而相關(guān)關(guān)系是非隨機(jī)變量與隨機(jī)變量的關(guān)系.
2.回歸分析: 對(duì)具有相關(guān)關(guān)系的兩個(gè)變量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法叫做回歸分析通俗地講,回歸分析是尋找相關(guān)關(guān)系中非確定性關(guān)系的某種確定性
3.散點(diǎn)圖:表示具有相關(guān)關(guān)系
3、的兩個(gè)變量的一組數(shù)據(jù)的圖形叫做散點(diǎn)圖.散點(diǎn)圖形象地反映了各對(duì)數(shù)據(jù)的密切程度粗略地看,散點(diǎn)分布具有一定的規(guī)律
4. 回歸直線
設(shè)所求的直線方程為,其中a、b是待定系數(shù).
, ,
相應(yīng)的直線叫做回歸直線,對(duì)兩個(gè)變量所進(jìn)行的上述統(tǒng)計(jì)分析叫做回歸分析
二、講解新課:
1.相關(guān)系數(shù):相關(guān)系數(shù)是因果統(tǒng)計(jì)學(xué)家皮爾遜提出的,對(duì)于變量y與x的一組觀測(cè)值,把
=
叫做變量y與x之間的樣本相關(guān)系數(shù),簡(jiǎn)稱相關(guān)系數(shù),用它來衡量?jī)蓚€(gè)變量之間的線性相關(guān)程度.
2.相關(guān)系數(shù)的性質(zhì): ≤1,且越接近1,相關(guān)程度越大;且越接近0,相關(guān)程度越小.
3.顯著性水平:顯著性水平是統(tǒng)計(jì)假設(shè)
4、檢驗(yàn)中的一個(gè)概念,它是公認(rèn)的小概率事件的概率值它必須在每一次統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)之前確定
4. 顯著性檢驗(yàn):(相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)的步驟)由顯著性水平和自由度查表得出臨界值,顯著性水平一般取0.01和0.05,自由度為n-2,其中n是數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)在“相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)的臨界值表”查出與顯著性水平0.05或0.01及自由度n-2(n為觀測(cè)值組數(shù))相應(yīng)的相關(guān)數(shù)臨界值r0 05或r0 01;例如n=7時(shí),r0.05=0.754,r0.01=0.874 求得的相關(guān)系數(shù)r和臨界值r0.05比較,若r>r0.05,上面y與x是線性相關(guān)的,當(dāng)≤r0 05或r0 01,認(rèn)為線性關(guān)系不顯著
結(jié)論:討論若干變量是否線性相關(guān),必須先進(jìn)
5、行相關(guān)性檢驗(yàn),在確認(rèn)線性相關(guān)后,再求回歸直線;
通過兩個(gè)變量是否線性相關(guān)的估計(jì),實(shí)際上就是把非確定性問題轉(zhuǎn)化成確定性問題來研究;
我們研究的對(duì)象是兩個(gè)變量的線性相關(guān)關(guān)系,還可以研究多個(gè)變量的相關(guān)問題,這在今后的學(xué)習(xí)中會(huì)進(jìn)一步學(xué)到
三、講解范例:
例1.在7塊并排、形狀大小相同的試驗(yàn)田上進(jìn)行施化肥量對(duì)水稻產(chǎn)量影響的試驗(yàn),得數(shù)據(jù)如下(單位:kg)
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)畫出散點(diǎn)圖如下:
2)檢驗(yàn)相關(guān)系數(shù)r的顯著性水平:
i
1
2
3
6、4
5
6
7
xi
15
20
25
30
35
40
45
yi
330
345
365
405
445
450
455
xiyi
4950
6950
9125
12150
15575
18000
20475
=30,=399.3,=7000,=1132725,=87175
r==≈0.9733,在“相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)的臨界值表”查出與顯著性水平0.05及自由度7-2=5相應(yīng)的相關(guān)數(shù)臨界值r0 05=0.754<0.9733,這說明水稻產(chǎn)量與施化肥量之間存在線性相關(guān)關(guān)系.
3)設(shè)回歸直線方程,利用
計(jì)算a,b, 得b=
a=399
7、.3-4.75×30≈257,則回歸直線方程
例2.一個(gè)工廠在某年里每月產(chǎn)品的總成本y(萬(wàn)元)與該月產(chǎn)量x(萬(wàn)件)之間由如下一組數(shù)據(jù):
x
1.08
1.12
1.19
1.28
1.36
1.48
1.59
1.68
1.80
1.87
1.98
2.07
y
2.25
2.37
2.40
2.55
2.64
2.75
2.92
3.03
3.14
3.26
3.36
3.50
1)畫出散點(diǎn)圖;2)檢驗(yàn)相關(guān)系數(shù)r的顯著性水平;3)求月總成本y與月產(chǎn)量x之間的回歸直線方程.
解:
i
1
2
3
4
5
6
7
8、
8
9
10
11
12
xi
1.08
1.12
1.19
1.28
1.36
1.48
1.59
1.68
1.80
1.87
1.98
2.07
yi
2.25
2.37
2.40
2.55
2.64
2.75
2.92
3.03
3.14
3.26
3.36
3.50
xiyi
2.43
2.264
2.856
3.264
3.590
4.07
4.643
5.090
5.652
6.096
6.653
7.245
=,==2.8475,=29.808,=99.2081,=54.243
1)畫
9、出散點(diǎn)圖:
2)r=
=
在“相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)的臨界值表”查出與顯著性水平0.05及自由度12-2=10相應(yīng)的相關(guān)數(shù)臨界值r0 05=0.576<0.997891, 這說明每月產(chǎn)品的總成本y(萬(wàn)元)與該月產(chǎn)量x(萬(wàn)件)之間存在線性相關(guān)關(guān)系.
3)設(shè)回歸直線方程,
利用,計(jì)算a,b,得b≈1.215, a=≈0.974,
∴回歸直線方程為:
四、課堂練習(xí):
1 .設(shè)有一個(gè)直線回歸方程為 ,則變量x 增加一個(gè)單位時(shí)( )
A. y 平均增加 1.5 個(gè)單位 B.
10、 y 平均增加 2 個(gè)單位
C. y 平均減少 1.5 個(gè)單位 D. y 平均減少 2 個(gè)單位
答案:C
2. 某醫(yī)院用光電比色計(jì)檢驗(yàn)?zāi)蚬瘯r(shí),得尿汞含量(毫克/升)與消光系數(shù)如下表:
尿汞含量x
2
4
6
8
10
消光系數(shù)y
64
138
205
285
360
①對(duì)變量y與x進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn);
②如果y與x之間具有線性相關(guān)關(guān)系,求回歸直線方程.
參考答案:
五、小結(jié) :一般情況下,在尚未斷定兩個(gè)變量之間是否具有線性相關(guān)關(guān)系的情況下,應(yīng)先進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn).在確認(rèn)其具有線性相關(guān)關(guān)系后,再求其回歸直線方程;由部分?jǐn)?shù)據(jù)得到的回歸直線,可以對(duì)兩個(gè)變量間的線性相關(guān)關(guān)系進(jìn)行估計(jì),這實(shí)際上是將非確定性的相關(guān)關(guān)系問題轉(zhuǎn)化成確定性的函數(shù)關(guān)系問題進(jìn)行研究.由于回歸直線將部分觀測(cè)值所反映的規(guī)律性進(jìn)行了延伸,它在情況預(yù)報(bào)、資料補(bǔ)充等方面有著廣泛的應(yīng)用
六、課后作業(yè):
七、板書設(shè)計(jì)(略)
八、課后記: