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1、数学建模与数学实验后勤工程学院数学教研室回归分析8/4/20211实验目的实验内容2、掌握用数学软件求解回归分析问题。1、直观了解回归分析基本内容。1、回归分析的基本理论。3、实验作业。2、用数学软件求解回归分析问题。8/4/20212一元线性回归多元线性回归回归分析数学模型及定义*模型参数估计*检验、预测与控制可线性化的一元非线性回归(曲线回归)数学模型及定义*模型参数估计*多元线性回归中的检验与预测逐步回归分析8/4/20213一、数学模型例1测16名成年女子的身高与腿长所得数据如下:以身高x为横坐标,以腿长y为纵坐标将这些
2、数据点(xI,yi)在平面直角坐标系上标出.散点图解答8/4/20214一元线性回归分析的主要任务是:返回8/4/20215二、模型参数估计1、回归系数的最小二乘估计8/4/202168/4/20217返回8/4/20218三、检验、预测与控制1、回归方程的显著性检验8/4/20219(Ⅰ)F检验法(Ⅱ)t检验法8/4/202110(Ⅲ)r检验法8/4/2021112、回归系数的置信区间8/4/2021123、预测与控制(1)预测8/4/202113(2)控制返回8/4/202114四、可线性化的一元非线性回归(曲线回归)例2出
3、钢时所用的盛钢水的钢包,由于钢水对耐火材料的侵蚀,容积不断增大.我们希望知道使用次数与增大的容积之间的关系.对一钢包作试验,测得的数据列于下表:解答8/4/202115散点图此即非线性回归或曲线回归问题(需要配曲线)配曲线的一般方法是:8/4/202116通常选择的六类曲线如下:返回8/4/202117一、数学模型及定义返回8/4/202118二、模型参数估计8/4/202119返回8/4/202120三、多元线性回归中的检验与预测(Ⅰ)F检验法(Ⅱ)r检验法(残差平方和)8/4/2021212、预测(1)点预测(2)区间预测返
4、回8/4/202122四、逐步回归分析(4)“有进有出”的逐步回归分析。(1)从所有可能的因子(变量)组合的回归方程中选择最优者;(2)从包含全部变量的回归方程中逐次剔除不显著因子;(3)从一个变量开始,把变量逐个引入方程;选择“最优”的回归方程有以下几种方法:“最优”的回归方程就是包含所有对Y有影响的变量,而不包含对Y影响不显著的变量回归方程。以第四种方法,即逐步回归分析法在筛选变量方面较为理想.8/4/202123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。逐步回归分析法的思想:
5、从一个自变量开始,视自变量Y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。对于每一步都要进行Y值检验,以确保每次引入新的显著性变量前回归方程中只包含对Y作用显著的变量。返回8/4/202124统计工具箱中的回归分析命令1、多元线性回归2、多项式回归3、非线性回归4、逐步回归返回8/4/202125多元线性回归b=regress(Y,X)1、确定回归系数的点估计值:8/4/2021263、画出残差及其置信区间
6、:rcoplot(r,rint)2、求回归系数的点估计和区间估计、并检验回归模型:[b,bint,r,rint,stats]=regress(Y,X,alpha)回归系数的区间估计残差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置信区间显著性水平(缺省时为0.05)8/4/202127例1解:1、输入数据:x=[143145146147149150153154155156157158159160162164]';X=[ones(16,1)x];Y=[8885889192939395969897969
7、899100102]';2、回归分析及检验:[b,bint,r,rint,stats]=regress(Y,X)b,bint,statsToMATLAB(liti11)题目8/4/2021283、残差分析,作残差图:rcoplot(r,rint)从残差图可以看出,除第二个数据外,其余数据的残差离零点均较近,且残差的置信区间均包含零点,这说明回归模型y=-16.073+0.7194x能较好的符合原始数据,而第二个数据可视为异常点.4、预测及作图:z=b(1)+b(2)*xplot(x,Y,'k+',x,z,'r')返回ToMATL
8、AB(liti12)8/4/202129多项式回归(一)一元多项式回归(1)确定多项式系数的命令:[p,S]=polyfit(x,y,m)(2)一元多项式回归命令:polytool(x,y,m)1、回归:y=a1xm+a2xm-1+…+amx+am+12、预测和