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文檔簡介
1、變量之間的相關(guān)關(guān)系,【學 習 目 標】 1、知識與技能: 會畫散點圖判斷線性相關(guān)關(guān)系,并對實際問題進行分析和預測;加強對線性相關(guān)關(guān)系及回歸直線含義的理解。 2 、過程與方法: 通過自主探究,體會數(shù)形結(jié)合、類比的數(shù)學思想方法。 通過動手操作培養(yǎng)學生觀察、分析、比較和歸納能力,引出利用計算機等現(xiàn)代化教學工具的必要性。 3、情感、態(tài)度與價值觀: 類比函數(shù)的表示方法,使學生理解變量間的相關(guān)關(guān)系,增強對實際問題進行分析和預測的意識。利用計算機讓學生動手操作,合作交流激發(fā)學生的學習興趣。,問題1、對于兩個變量之間的關(guān)系,我們之前學過,函數(shù)關(guān)系是一種確定性關(guān)系。那么下列變量與變量之間哪些是確定性的函數(shù)關(guān)系,
2、哪些是不確定相關(guān)關(guān)系?,正方形邊長與面積之間的關(guān)系 圓的半徑與圓的周長之間的關(guān)系 年齡與人體的脂肪含量之間的關(guān)系 數(shù)學成績與物理成績之間的關(guān)系.,相關(guān)關(guān)系,初步探索,直觀感知,探究一: 兩個變量間的相關(guān)關(guān)系,請同學們試舉幾個現(xiàn)實生活中相關(guān)關(guān)系的例子。,問題2、在一次對人體脂肪含量和年齡的關(guān)系的研究中,研究人員獲得了一組樣本數(shù)據(jù):,根據(jù)上述數(shù)據(jù),人體的脂肪含量與年齡之間有怎樣的關(guān)系?,探究二:散點圖,初步探索,直觀感知,思考:上圖叫做散點圖,你能描述一下散點圖的含義嗎?,在平面直角坐標系中,表示具有相關(guān)關(guān)系的兩個變量的一組數(shù)據(jù)圖形,稱為散點圖.,種植西紅柿,施肥量與產(chǎn)量 之間的散點圖,問題3 下
3、面兩個散點圖中點的分布有什么不同?,初步探索,直觀感知,年齡與脂肪含量之間的散點圖,觀察左面散點圖,發(fā)現(xiàn)這些點大致分布在一條直線附 近。 像這樣,如果散點圖中點的分布從整體上看大致在一條_附近,我們就稱這兩個變量之間具有線性相 關(guān)關(guān)系, 這條直線叫做_。,回歸直線,直線,散點圖,3).如果所有的樣本點都落在某一直線附近, 變量之間就有線性相關(guān)關(guān)系 .,1).如果所有的樣本點都落在某一函數(shù)曲線上,就用該函數(shù)來描述變量之間的關(guān)系,即變量之間具有函數(shù)關(guān)系,2).如果所有的樣本點都落在某一函數(shù)曲線附近, 變量之間就有相關(guān)關(guān)系。,說明,散點圖:用來判斷兩個變量是否具有相關(guān)關(guān)系.,C,3、判斷下列圖形中具
4、有線性相關(guān)關(guān)系的兩個變量是,年齡與脂肪含量之間的散點圖,氣溫與熱飲杯數(shù)之間的散點圖,問題4 (1)兩個散點圖的有什么共同之處?,探究三:線性相關(guān)、正相關(guān)、負相關(guān),(2)兩個散點圖的點的分布有什么不同?,初步探索,直觀感知,年齡與脂肪含量之間的散點圖,氣溫與熱飲杯數(shù)之間的散點圖,探究三:線性相關(guān)、正相關(guān)、負相關(guān),初步探索,直觀感知,散落在直線的附近,線性相關(guān),有相同的變化趨勢,正相關(guān),有相反的變化趨勢,負相關(guān),左面的散點圖中,點散布在從左下角到右上角的區(qū)域,對于兩個變量的這種相關(guān)關(guān)系,我們將它稱為正相關(guān)。,右面的散點圖中,點散布在從左上角到右下角的區(qū)域,對于兩個變量的這種相關(guān)關(guān)系,我們將它稱為負
5、相關(guān)。,請同學們試舉幾個現(xiàn)實生活中變量之間成負相關(guān)實例。,初步探索,直觀感知,如果散點圖中點的分布從整體上看大致在一條直線附近,我們就稱這兩個變量之間具有線性相關(guān)關(guān)系,這條直線就叫做回歸直線。,這條回歸直線的方程,簡稱為回歸方程。,回歸直線,整體上最接近,方案一:采用測量的方法:先畫一條直線,測量出各點到它的距離,然后移動直線,到達一個使距離之和最小的位置,測量出此時直線的斜率和截距,就得到回歸方程。,如何具體的求出這個回歸方程呢?,方案二: 在圖中選取兩點畫直線,使得直線兩側(cè)的點的個數(shù)基本相同。,三、如何具體的求出這個回歸方程呢?,方案三: 在散點圖中多取幾組點,確定幾條直線的方程,分別求出
6、各條直線的斜率和截距的平均數(shù),將這兩個平均數(shù)作為回歸方程的斜率和截距。,三、如何具體的求出這個回歸方程呢?,上述三種方案均有一定的道理,但可靠性不強,我們回到回歸直線的定義。,求回歸方程的關(guān)鍵是如何用數(shù)學的方法來刻畫“從整體上看,各點與直線的偏差最小”。,如果散點圖中點的分布從整體上看大致在一條直線附近,我們就稱這兩個變量之間具有線性相關(guān)關(guān)系,這條直線就叫做回歸直線。,思考6:對一組具有線性相關(guān)關(guān)系的樣本數(shù)據(jù):(x1,y1),(x2,y2),(xn,yn),設其回歸方程為 可以用哪些數(shù)量關(guān)系來刻畫各樣本點與回歸直線的接近程度?,當自變量x取xi(i=1,2,n)時可以得到回歸直 線上的點的縱坐
7、標為: 它與樣本數(shù)據(jù)yi的偏差是:,假設我們已經(jīng)得到兩個具有線性相關(guān)關(guān)系的樣本 的一組數(shù)據(jù):(x1,y1),(x2,y2),(xn,yn), 且所求回歸直線方程是: ,其中 是 待定系數(shù).,(x1,y1),(x2,y2),(xn,yn),(x1,y1),(x2,y2),(xn,yn),運算不方便,避免相互抵消,各點與直線 的整體偏差,這種通過求: 的最小值而得到回歸直線的方法,即求樣本數(shù)據(jù)的點到 回歸直線的距離的平方和最小的方法叫做最小二乘法.,4、回歸方程的系數(shù)公式:,回歸方程 ,其中:,思考7:利用計算器或計算機可求得年齡和人體脂肪含量的樣本數(shù)據(jù)的回歸方程為 ,由此我們可以根據(jù)一個人個年齡
8、預測其體內(nèi)脂肪含量的百分比的回歸值.若某人65歲,則其體內(nèi)脂肪含量的百分比約為多少?,37.1 (0.57765-0.448= 37.1),若某人65歲,可預測他體內(nèi)脂肪含量在37.1(0.57765-0.448= 37.1)附近的可能性比較大。 但不能說他體內(nèi)脂肪含量一定是37.1 原因:線性回歸方程中的截距和斜率都是通過樣本估計的,存在隨機誤差,這種誤差可以導致預測結(jié)果的偏差,即使截距斜率沒有誤差,也不可能百分百地保證對應于x,預報值Y能等于實際值y,例題:,1,解:(1)散點圖如圖示:,(2)由題意得:,回歸方程為:,(3)由回歸方程預測,,即記憶力為9的同學的判斷力約為4,小結(jié),1.求
9、樣本數(shù)據(jù)的線性回歸方程,可按下列步驟進行:,第一步,列表計算平均數(shù) ,第二步,求和 ,第三步,計算,第四步,寫出回歸方程,變式:(廣東高考)下表提供了某廠節(jié)能降耗技術(shù)改造后生產(chǎn)甲產(chǎn)品過程中記錄的產(chǎn)量x噸與相應的生產(chǎn)能耗y(噸標準煤)的幾組對照數(shù)據(jù)。,(1)請畫出上表數(shù)據(jù)的散點圖。 (2)根據(jù)上表數(shù)據(jù)用最小二乘法求出y關(guān)于x的線性回歸方程 (3)由(2)預測技改后生產(chǎn)100噸甲產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗是多少噸標準煤? (參考數(shù)值:2*2.5+3*3+4*4+5*4.5=52.5),解 (1)由題設所給數(shù)據(jù),可得散點圖如圖.,(2)對照數(shù)據(jù)由最小二乘法確定的回歸方程的系數(shù)為: =3.5-0.73.5=1.05. 因此,所求的線性回歸方程為 =0.7x+1.05.,(3)當x=100時;,所以技改后生產(chǎn)100噸甲產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗是71.05噸標準煤,(1)散點圖:,(2)正相關(guān)、負相關(guān):,(3)線性相關(guān)關(guān)系:,(4)回歸方程的系數(shù)公式:,【知識歸納】,1、知識:,(1)最小二乘法:,(2)轉(zhuǎn)化與化歸; 數(shù)形結(jié)合;,2、思想方法:,1.下列關(guān)系中,是帶有隨機性相關(guān)關(guān)系的是 . 正方形的邊長與面積的關(guān)系;水稻產(chǎn)量與施肥量之間的關(guān)系;人的身高與年齡之間的關(guān)系;
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