高中数学第一章统计8最玄乘估计课件北师大版必修31.ppt

第一章统计 8最小二乘估计 学习目标1 了解用最小二乘法建立线性回归方程的思想 会用给出的公式建立线性回归方程 2 理解回归直线与观测数据的关系 能用线性回归方程进行估计和预测 题型探究 问题导学 内容索引 当堂训练 问题导学 具有线性相关关系的散点大致分布在一条直线附近 如何确定这条直线比较合理 思考 知识点一最小二乘法 答案 应该使散点整体上最接近这条直线 最小二乘法是一种求回归直线的方法 用这种方法求得的回归直线能使样本数据的点到回归直线的距离 y1 a bx1 2 y2 a bx2 2 yn a bxn 2最小 数学上的 回归 是什么意思 思考 知识点二线性回归方程 答案 回归 一词最早由英国统计学家 FrancilsGalton 提出的 本意是子女的身高会向一般人的均值靠拢 现在这个概念引伸到随机变量有向回归线集中的趋势 梳理用最小二乘法得到的直线方程称为 a b是线性回归方程的系数 线性回归方程 题型探究 例1下表为某地近几年机动车辆数与交通事故数的统计资料 1 请判断机动车辆数与交通事故数之间是否具有线性相关关系 如果不具有线性相关关系 请说明理由 类型一线性回归方程的求法 解答 在平面直角坐标系中画出数据的散点图 如图 直观判断散点在一条直线附近 故具有线性相关关系 2 如果具有线性相关关系 求出线性回归方程 解答 将它们代入公式计算得b 0 0774 a 1 0249 所以 所求线性回归方程为y 0 0774x 1 0249 即使散点图呈饼状 也可利用公式求出线性回归方程 但这种方程显然没什么价值 故应先画出散点图 看是否呈直线形 再求方程 反思与感悟 跟踪训练1以下是某地搜集到的新房屋的销售价格y和房屋的面积x的数据 1 画出数据对应的散点图 解答 数据对应的散点图如图所示 2 求线性回归方程 并在散点图中加上回归直线 解答 故所求线性回归方程为y 0 1962x 1 8142 回归直线如 1 中图所示 类型二线性回归方程的应用 例2有一个同学家开了一个小卖部 他为了研究气温对热饮销售的影响 经过统计 得到一个卖出的热饮杯数与当天气温的对比表 1 画出散点图 解答 散点图如图所示 2 从散点图中发现气温与热饮销售杯数之间有什么关系 解答 从上图看到 各点散布在从左上角到右下角的区域里 因此 气温与热饮销售杯数之间呈负相关 即气温越高 卖出去的热饮杯数越少 3 求线性回归方程 解答 从散点图可以看出 这些点大致分布在一条直线的附近 因此 可用公式求出线性回归方程的系数 利用计算器容易求得线性回归方程为y 2 352x 147 767 4 如果某天的气温是2 预测这天卖出的热饮杯数 解答 当x 2时 y 143 063 因此 某天的气温为2 时 这天大约可以卖出143杯热饮 5 气温为2 时 小卖部一定能够卖出143杯左右热饮吗 为什么 解答 小卖部不一定能够卖出143杯左右热饮 原因如下 线性回归方程中的截距和斜率都是通过样本估计出来的 存在误差 这种误差可以导致预测结果的偏差 即使截距和斜率的估计没有误差 也不可能百分之百地保证对应于x的预报值 能够与实际值y很接近 我们不能保证点 x y 落在回归直线上 甚至不能百分之百地保证它落在回归直线的附近 线性回归方程主要用于预测 但这种预测类似于天气预报 不一定与实际数据完全吻合 反思与感悟 跟踪训练2有人统计了同一个省的6个城市某一年的人均国民生产总值 即人均GDP 和这一年各城市患白血病的儿童数 如下表 1 画出散点图 并判定这两个变量是否具有线性相关关系 解答 散点图如下 根据散点图可以看出 在6个点中 虽然第一个点离这条直线较远 但其余5个点大致分布在这条直线的附近 所以这两个变量具有线性相关关系 2 通过计算可知这两个变量的线性回归方程为y 23 25x 102 15 假如一个城市的人均GDP为12万元 那么可以断言 这个城市患白血病的儿童一定超过380人 请问这个断言是否正确 解答 断言是错误的 将x 12代入y 23 25x 102 15得y 23 25 12 102 15 381 15 380 但381 15是对该城市人均GDP为12万元的情况下所作的一个估计 该城市患白血病的儿童可能超过380人 也可能低于380人 当堂训练 1 下列有关线性回归的说法 不正确的是A 自变量取值一定时 因变量的取值带有一定随机性的两个变量之间的关系叫做相关关系B 在平面直角坐标系中用描点的方法得到表示具有相关关系的两个变量的一组数据的图形叫作散点图C 线性回归方程最能代表观测值x y之间的线性关系D 任何一组观测值都能得到具有代表意义的线性回归方程 答案 2 3 4 1 回归直线必过样本点的中心 2 已知回归直线的斜率的估计值是1 23 样本点中心为 4 5 A y 1 23x 4B y 1 23x 5C y 1 23x 0 08D y 0 08x 1 23 答案 2 3 4 1 解析 3 某产品的广告费用x与销售额y的统计数据如下表 根据上表可得线性回归方程y bx a中的b为9 4 据此模型预报广告费用为6万元时销售额为A 63 6万元B 65 5万元C 67 7万元D 72 0万元 2 3 4 1 答案 解析 4 设某大学的女生体重y 单位 kg 与身高x 单位 cm 具有线性相关关系 根据一组样本数据 xi yi i 1 2 n 用最小二乘法建立的线性回归方程为y 0 85x 85 71 则下列结论中不正确的是A y与x具有正的线性相关关系B 回归直线过样本点的中心C 若该大学某女生身高增加1cm 则其体重约增加0 85kgD 若该大学某女生身高为170cm 则可判定其体重必为58 79kg 答案 2 3 4 1 解析 当x 170时 y 0 85 170 85 71 58 79 体重的估计值为58 79kg 1 求线性回归方程时应注意的问题 1 知道x与y成线性相关关系 无需进行相关性检验 否则应首先进行相关性检验 如果两个变量之间本身不具有相关关系 或者说 它们之间的相关关系不显著