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《《8.5 一元线回归案例》教案》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、《4.4一元线性回归案例》教案教学目标(1)通过收集现实问题中两个有关联变量的数据作出散点图,并利用散点图直观认识变量间的相关关系;(2)在两个变量具有线性相关关系时,会在散点较长中作出线性直线,会用线性回归方程进行预测;(3)知道最小二乘法的含义,知道最小二乘法的思想,能根据给出的线性回归方程系数公式建立线性回归方程,了解(线性)相关系数的定义.教学重点散点图的画法,回归直线方程的求解方法.教学难点回归直线方程的求解方法.教学过程一、问题情境1.情境:客观事物是相互联系的过去研究的大多数是因果关系,但实际上更多存在的是一种非因果关系
2、比如说:某某同学的数学成绩与物理成绩,彼此是互相联系的,但不能认为数学是“因”,物理是“果”,或者反过来说事实上数学和物理成绩都是“果”,而真正的“因”是学生的理科学习能力和努力程度所以说,函数关系存在着一种确定性关系但还存在着另一种非确定性关系——相关关系2.问题:某小卖部为了了解热茶销售量与气温之间的关系,随机统计并制作了某6天卖出热茶的杯数与当天气温的对照表:气温/C261813104杯数202434385064如果某天的气温是,你能根据这些数据预测这天小卖部卖出热茶的杯数吗?二、学生活动为了了解热茶销量与气温的大致关系,我们以
3、横坐标表示气温,纵坐标表示热茶销量,建立直角坐标系,将表中数据构成的个数对所表示的点在坐标系内标出,得到下图,今后我们称这样的图为散点图(scatterplot).从右图可以看出.这些点散布在一条直线的附近,故可用一个线性函数近似地表示热茶销量与气温之间的关系.选择怎样的直线近似地表示热茶销量与气温之间的关系?我们有多种思考方案:(1)选择能反映直线变化的两个点,例如取这两点的直线;(2)取一条直线,使得位于该直线一侧和另一侧的点的个数基本相同;(3)多取几组点,确定几条直线方程,再分别算出各条直线斜率、截距的平均值,作为所求直线的斜
4、率、截距;………………怎样的直线最好呢?三、建构数学1.最小平方法:用方程为的直线拟合散点图中的点,应使得该直线与散点图中的点最接近。那么,怎样衡量直线与图中六个点的接近程度呢?我们将表中给出的自变量的六个值带入直线方程,得到相应的六个的值:.这六个值与表中相应的实际值应该越接近越好.所以,我们用类似于估计平均数时的思想,考虑离差的平方和是直线与各散点在垂直方向(纵轴方向)上的距离的平方和,可以用来衡量直线与图中六个点的接近程度,所以,设法取的值,使达到最小值.这种方法叫做最小平方法(又称最小二乘法).先把看作常数,那么是关于的二次函
5、数.易知,当时,取得最小值.同理,把看作常数,那么是关于的二次函数.当时,取得最小值.因此,当时,取的最小值,由此解得.所求直线方程为.当时,,故当气温为时,热茶销量约为杯.2.线性相关关系:像能用直线方程近似表示的相关关系叫做线性相关关系.3.线性回归方程:一般地,设有个观察数据如下:……当使取得最小值时,就称为拟合这对数据的线性回归方程,该方程所表示的直线称为回归直线.上述式子展开后,是一个关于的二次多项式,应用配方法,可求出使为最小值时的的值.即,(*),四、数学运用1.例题: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
6、料,请判断机动车辆数与交通事故数之间是否有线性相关关系,如果具有线性相关关系,求出线性回归方程;如果不具有线性相关关系,说明理由.机动车辆数/千台95110112120129135150180交通事故数/千件6.27.57.78.58.79.810.213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.计算相应的数据之和:,将它们代入()式计算得,所以,所求线性回归方程为.2.练习:(1)第75页练习1、2(2)下列两个变量之间的关系哪个不是函数关系( D )A.角度和它的余弦值B.正方形边长和面
7、积C.正n边形的边数和它的内角和D.人的年龄和身高(3)给出施化肥量对水稻产量影响的试验数据:施化肥量x15202530354045水稻产量y330345365405445450455(1)画出上表的散点图;(2)求出回归直线并且画出图形解:(1)散点图(略).(2)表中的数据进行具体计算,列成以下表格i1234567xi15202530354045yi330345365405445450455xiyi49506900912512150155751800020475,故可得到从而得回归直线方程是.(图形略)五、回顾小结:1.对一组数据
8、进行线性回归分析时,应先画出其散点图,看其是否呈直线形,再依系数的计算公式,算出.由于计算量较大,所以在计算时应借助技术手段,认真细致,谨防计算中产生错误.求线性回归方程的步骤:计算平均数;计算的积,求;计算;将结果代入