《回歸分析的基本思想及其初步應(yīng)用》教案全面版

1、回歸分析的基本思想及其初步應(yīng)用教案教學(xué)要求：通過(guò)典型案例的探究，進(jìn)一步了解回歸分析的基本思想、方法及初步應(yīng)用.教學(xué)重點(diǎn)：了解線性回歸模型與函數(shù)模型的差異，了解判斷刻畫模型擬合效果的方法相關(guān)指數(shù)和殘差分析.教學(xué)難點(diǎn)：解釋殘差變量的含義，了解偏差平方和分解的思想.教學(xué)過(guò)程：一、復(fù)習(xí)準(zhǔn)備：1. 提問(wèn)：“名師出高徒”這句彥語(yǔ)的意思是什么？有名氣的老師就一定能教出厲害的學(xué)生嗎？這兩者之間是否有關(guān)？2. 復(fù)習(xí)：函數(shù)關(guān)系是一種確定性關(guān)系，而相關(guān)關(guān)系是一種非確定性關(guān)系. 回歸分析是對(duì)具有相關(guān)關(guān)系的兩個(gè)變量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的一種常用方法，其步驟：收集數(shù)據(jù)作散點(diǎn)圖求回歸直線方程利用方程進(jìn)行預(yù)報(bào).二、講授新課：1. 教

2、學(xué)例題： 例1 從某大學(xué)中隨機(jī)選取8名女大學(xué)生，其身高和體重?cái)?shù)據(jù)如下表所示：編號(hào)12345678身高/cm165165 157 170 175 165 155 170體重/kg 48 57 50 54 64 61 43 59求根據(jù)一名女大學(xué)生的身高預(yù)報(bào)她的體重的回歸方程，并預(yù)報(bào)一名身高為172cm的女大學(xué)生的體重. （分析思路教師演示學(xué)生整理）第一步：作散點(diǎn)圖第二步：求回歸方程第三步：代值計(jì)算 提問(wèn)：身高為172cm的女大學(xué)生的體重一定是60.316kg嗎？不一定，但一般可以認(rèn)為她的體重在60.316kg左右. 解釋線性回歸模型與一次函數(shù)的不同事實(shí)上，觀察上述散點(diǎn)圖，我們可以發(fā)現(xiàn)女大學(xué)生的體重

3、和身高之間的關(guān)系并不能用一次函數(shù)來(lái)嚴(yán)格刻畫（因?yàn)樗械臉颖军c(diǎn)不共線，所以線性模型只能近似地刻畫身高和體重的關(guān)系）. 在數(shù)據(jù)表中身高為165cm的3名女大學(xué)生的體重分別為48kg、57kg和61kg，如果能用一次函數(shù)來(lái)描述體重與身高的關(guān)系，那么身高為165cm的3名女在學(xué)生的體重應(yīng)相同. 這就說(shuō)明體重不僅受身高的影響還受其他因素的影響，把這種影響的結(jié)果（即殘差變量或隨機(jī)變量）引入到線性函數(shù)模型中，得到線性回歸模型，其中殘差變量中包含體重不能由身高的線性函數(shù)解釋的所有部分. 當(dāng)殘差變量恒等于0時(shí)，線性回歸模型就變成一次函數(shù)模型. 因此，一次函數(shù)模型是線性回歸模型的特殊形式，線性回歸模型是一次函數(shù)模

4、型的一般形式. 2. 相關(guān)系數(shù)：相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值越接近于1，兩個(gè)變量的線性相關(guān)關(guān)系越強(qiáng)，它們的散點(diǎn)圖越接近一條直線，這時(shí)用線性回歸模型擬合這組數(shù)據(jù)就越好，此時(shí)建立的線性回歸模型是有意義.3. 小結(jié)：求線性回歸方程的步驟、線性回歸模型與一次函數(shù)的不同.第二課時(shí) 1.1回歸分析的基本思想及其初步應(yīng)用（二）教學(xué)要求：通過(guò)典型案例的探究，進(jìn)一步了解回歸分析的基本思想、方法及初步應(yīng)用.教學(xué)重點(diǎn)：了解評(píng)價(jià)回歸效果的三個(gè)統(tǒng)計(jì)量：總偏差平方和、殘差平方和、回歸平方和.教學(xué)難點(diǎn)：了解評(píng)價(jià)回歸效果的三個(gè)統(tǒng)計(jì)量：總偏差平方和、殘差平方和、回歸平方和.教學(xué)過(guò)程：一、復(fù)習(xí)準(zhǔn)備：1由例1知，預(yù)報(bào)變量（體重）的值受解釋變量

5、（身高）或隨機(jī)誤差的影響. 2刻畫預(yù)報(bào)變量（體重）的變化在多大程度上與解釋變量（身高）有關(guān)？在多大程度上與隨機(jī)誤差有關(guān)？我們引入了評(píng)價(jià)回歸效果的三個(gè)統(tǒng)計(jì)量：總偏差平方和、殘差平方和、回歸平方和.二、講授新課：1. 教學(xué)總偏差平方和、殘差平方和、回歸平方和：（1）總偏差平方和：所有單個(gè)樣本值與樣本均值差的平方和，即.殘差平方和：回歸值與樣本值差的平方和，即.回歸平方和：相應(yīng)回歸值與樣本均值差的平方和，即.（2）學(xué)習(xí)要領(lǐng)：注意、的區(qū)別；預(yù)報(bào)變量的變化程度可以分解為由解釋變量引起的變化程度與殘差變量的變化程度之和，即；當(dāng)總偏差平方和相對(duì)固定時(shí)，殘差平方和越小，則回歸平方和越大，此時(shí)模型的擬合效果越好

6、；對(duì)于多個(gè)不同的模型，我們還可以引入相關(guān)指數(shù)來(lái)刻畫回歸的效果，它表示解釋變量對(duì)預(yù)報(bào)變量變化的貢獻(xiàn)率. 的值越大，說(shuō)明殘差平方和越小，也就是說(shuō)模型擬合的效果越好.2. 教學(xué)例題：例2 關(guān)于與有如下數(shù)據(jù)：245683040605070為了對(duì)、兩個(gè)變量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，現(xiàn)有以下兩種線性模型：，試比較哪一個(gè)模型擬合的效果更好.分析：既可分別求出兩種模型下的總偏差平方和、殘差平方和、回歸平方和，也可分別求出兩種模型下的相關(guān)指數(shù)，然后再進(jìn)行比較，從而得出結(jié)論.（答案：，84.5%82%，所以甲選用的模型擬合效果較好.）3. 小結(jié)：分清總偏差平方和、殘差平方和、回歸平方和，初步了解如何評(píng)價(jià)兩個(gè)不同模型擬合效果的

7、好壞.第三課時(shí) 1.1回歸分析的基本思想及其初步應(yīng)用（三）教學(xué)要求：通過(guò)典型案例的探究，進(jìn)一步了解回歸分析的基本思想、方法及初步應(yīng)用.教學(xué)重點(diǎn)：通過(guò)探究使學(xué)生體會(huì)有些非線性模型通過(guò)變換可以轉(zhuǎn)化為線性回歸模型，了解在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中尋找更好的模型的方法.教學(xué)難點(diǎn)：了解常用函數(shù)的圖象特點(diǎn)，選擇不同的模型建模，并通過(guò)比較相關(guān)指數(shù)對(duì)不同的模型進(jìn)行比較.教學(xué)過(guò)程：一、復(fù)習(xí)準(zhǔn)備：1. 給出例3：一只紅鈴蟲(chóng)的產(chǎn)卵數(shù)和溫度有關(guān)，現(xiàn)收集了7組觀測(cè)數(shù)據(jù)列于下表中，試建立與之間的回歸方程.溫度21232527293235產(chǎn)卵數(shù)個(gè)711212466115325（學(xué)生描述步驟，教師演示）2. 討論：觀察右圖中的散點(diǎn)

8、圖，發(fā)現(xiàn)樣本點(diǎn)并沒(méi)有分布在某個(gè)帶狀區(qū)域內(nèi)，即兩個(gè)變量不呈線性相關(guān)關(guān)系，所以不能直接用線性回歸方程來(lái)建立兩個(gè)變量之間的關(guān)系. 二、講授新課：1. 探究非線性回歸方程的確定： 如果散點(diǎn)圖中的點(diǎn)分布在一個(gè)直線狀帶形區(qū)域，可以選線性回歸模型來(lái)建模；如果散點(diǎn)圖中的點(diǎn)分布在一個(gè)曲線狀帶形區(qū)域，就需選擇非線性回歸模型來(lái)建模. 根據(jù)已有的函數(shù)知識(shí)，可以發(fā)現(xiàn)樣本點(diǎn)分布在某一條指數(shù)函數(shù)曲線y=的周圍（其中是待定的參數(shù)），故可用指數(shù)函數(shù)模型來(lái)擬合這兩個(gè)變量. 在上式兩邊取對(duì)數(shù)，得，再令，則，而與間的關(guān)系如下：X21232527293235z1.9462.3983.0453.1784.1904.7455.784觀察與

9、的散點(diǎn)圖，可以發(fā)現(xiàn)變換后樣本點(diǎn)分布在一條直線的附近，因此可以用線性回歸方程來(lái)擬合. 利用計(jì)算器算得，與間的線性回歸方程為，因此紅鈴蟲(chóng)的產(chǎn)卵數(shù)對(duì)溫度的非線性回歸方程為. 利用回歸方程探究非線性回歸問(wèn)題，可按“作散點(diǎn)圖建模確定方程”這三個(gè)步驟進(jìn)行. 其關(guān)鍵在于如何通過(guò)適當(dāng)?shù)淖儞Q，將非線性回歸問(wèn)題轉(zhuǎn)化成線性回歸問(wèn)題.2. 小結(jié)：用回歸方程探究非線性回歸問(wèn)題的方法、步驟.三、鞏固練習(xí)：為了研究某種細(xì)菌隨時(shí)間x變化，繁殖的個(gè)數(shù)，收集數(shù)據(jù)如下：天數(shù)x/天 1 2 34 56繁殖個(gè)數(shù)y/個(gè) 6 12 25 49 95190（1）用天數(shù)作解釋變量，繁殖個(gè)數(shù)作預(yù)報(bào)變量，作出這些數(shù)據(jù)的散點(diǎn)圖；（2）試求出預(yù)報(bào)變量

10、對(duì)解釋變量的回歸方程.（答案：所求非線性回歸方程為.）第四課時(shí) 1.1回歸分析的基本思想及其初步應(yīng)用（四）教學(xué)要求：通過(guò)典型案例的探究，進(jìn)一步了解回歸分析的基本思想、方法及初步應(yīng)用.教學(xué)重點(diǎn)：通過(guò)探究使學(xué)生體會(huì)有些非線性模型通過(guò)變換可以轉(zhuǎn)化為線性回歸模型，了解在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中尋找更好的模型的方法，了解可用殘差分析的方法，比較兩種模型的擬合效果.教學(xué)難點(diǎn)：了解常用函數(shù)的圖象特點(diǎn)，選擇不同的模型建模，并通過(guò)比較相關(guān)指數(shù)對(duì)不同的模型進(jìn)行比較.教學(xué)過(guò)程：一、復(fù)習(xí)準(zhǔn)備：1. 提問(wèn)：在例3中，觀察散點(diǎn)圖，我們選擇用指數(shù)函數(shù)模型來(lái)擬合紅鈴蟲(chóng)的產(chǎn)卵數(shù)和溫度間的關(guān)系，還可用其它函數(shù)模型來(lái)擬合嗎？44152

11、9625729841102412257112124661153252. 討論：能用二次函數(shù)模型來(lái)擬合上述兩個(gè)變量間的關(guān)系嗎？（令，則，此時(shí)與間的關(guān)系如下：觀察與的散點(diǎn)圖，可以發(fā)現(xiàn)樣本點(diǎn)并不分布在一條直線的周圍，因此不宜用線性回歸方程來(lái)擬合它，即不宜用二次曲線來(lái)擬合與之間的關(guān)系. ）小結(jié)：也就是說(shuō)，我們可以通過(guò)觀察變換后的散點(diǎn)圖來(lái)判斷能否用此種模型來(lái)擬合. 事實(shí)上，除了觀察散點(diǎn)圖以外，我們也可先求出函數(shù)模型，然后利用殘差分析的方法來(lái)比較模型的好壞.二、講授新課：1. 教學(xué)殘差分析： 殘差：樣本值與回歸值的差叫殘差，即. 殘差分析：通過(guò)殘差來(lái)判斷模型擬合的效果，判斷原始數(shù)據(jù)中是否存在可疑數(shù)據(jù)，這方

12、面的分析工作稱為殘差分析. 殘差圖：以殘差為橫坐標(biāo)，以樣本編號(hào)，或身高數(shù)據(jù)，或體重估計(jì)值等為橫坐標(biāo)，作出的圖形稱為殘差圖. 觀察殘差圖，如果殘差點(diǎn)比較均勻地落在水平的帶狀區(qū)域中，說(shuō)明選用的模型比較合適，這樣的帶狀區(qū)域的寬度越窄，模型擬合精度越高，回歸方程的預(yù)報(bào)精度越高. 2. 例3中的殘差分析：計(jì)算兩種模型下的殘差一般情況下，比較兩個(gè)模型的殘差比較困難（某些樣本點(diǎn)上一個(gè)模型的殘差的絕對(duì)值比另一個(gè)模型的小，而另一些樣本點(diǎn)的情況則相反），故通過(guò)比較兩個(gè)模型的殘差的平方和的大小來(lái)判斷模型的擬合效果. 殘差平方和越小的模型，擬合的效果越好.由于兩種模型下的殘差平方和分別為1450.673和15448.

13、432，故選用指數(shù)函數(shù)模型的擬合效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于選用二次函數(shù)模型. （當(dāng)然，還可用相關(guān)指數(shù)刻畫回歸效果）3. 小結(jié)：殘差分析的步驟、作用三、鞏固練習(xí)：練習(xí)：教材P13第1題你曾落過(guò)的淚，最終都會(huì)變成陽(yáng)光，照亮腳下的路。 （舞低楊柳樓心月 歌盡桃花扇底風(fēng)）我不去想悠悠別后的相逢是否在夢(mèng)中，我只求此刻銘記那楊柳低舞月下重閣，你翩若驚鴻的身影，和那桃花扇底悄悄探出的半面妝容與盈盈水眸。用寧?kù)o的童心來(lái)看，這條路是這樣的：它在兩條竹籬笆之中?；h笆上開(kāi)滿了紫色的牽?；?，在每個(gè)花蕊上，都落了一只藍(lán)蜻蜓。 你必得一個(gè)人和日月星辰對(duì)話，和江河湖海晤談，和每一棵樹(shù)握手，和每一株草耳鬢廝磨，你才會(huì)頓悟宇宙之大、生命之微

14、、時(shí)間之貴我一直以來(lái)都弄不明白，為什么不管做了多么明智合理的選擇，在結(jié)果出來(lái)之前，誰(shuí)都無(wú)法知道它的對(duì)錯(cuò)。到頭來(lái)我們被允許做的，只是堅(jiān)信那個(gè)選擇，盡量不留下后悔而已?？床灰?jiàn)的，是不是就等于不存在？記住的，是不是永遠(yuǎn)不會(huì)消失？每一個(gè)黃昏過(guò)后，大家焦慮地等待，卻再也沒(méi)有等到月亮升起。潮水慢慢平靜下來(lái)，海洋凝固成一面漆黑的水鏡，沒(méi)有月亮的夜晚，世界變得清冷幽寂但是，最深的黑夜即將過(guò)去，月亮出來(lái)了記憶的冰川在歲月的侵蝕下，漸漸崩塌消融。保持著最初的晶瑩的往事，已經(jīng)越來(lái)越稀少。 灼灼其華，非我桃花。蒼蒼蒹葭，覆我其霜。蘆荻不美，桃花艷妖。知我憐我，始覺(jué)愛(ài)呵。只要春天還在我就不會(huì)悲哀縱使黑夜吞噬了一切太陽(yáng)還

15、可以重新回來(lái)只要生命還在我就不會(huì)悲哀縱使陷身茫茫沙漠還有希望的綠洲存只要明天還在我就不會(huì)悲哀冬雪終會(huì)悄悄融化春雷定將滾滾而來(lái)孤獨(dú)，寂靜，在兩條竹籬笆之中，籬笆上開(kāi)滿了紫色的牽?；?，在每個(gè)花蕊上，都落了一只藍(lán)蜻蜓。 一襲粉色拖地蝶園紗裙，長(zhǎng)發(fā)垂至腳踝，青絲隨風(fēng)舞動(dòng)。眸若點(diǎn)漆，水靈動(dòng)人，冰膚瑩徹，氣質(zhì)脫俗，眼波轉(zhuǎn)動(dòng)間卻暗藏睿智鋒芒。淡雅如仙，迎風(fēng)而立的她，宛若來(lái)自天堂的。暖有時(shí)候猛烈地指責(zé)別人說(shuō)謊，其實(shí)是太渴望那消息真實(shí)。 原來(lái)時(shí)間也會(huì)失誤和出現(xiàn)意外，并因此迸裂，在某個(gè)房間里留下永恒的片段。塵世里，總有些什么，讓我們不自覺(jué)地微笑，使我們的堅(jiān)硬，在一瞬間變得柔軟。嬰兒的夢(mèng)囈，幼童的稚語(yǔ)，夕陽(yáng)下相互攙

16、扶的老人.那天黃昏，紫嵐在棲身的石洞口默黷地注視著落日。余暉變幻著色調(diào)，嫣紅、水紅、玫瑰紅，轉(zhuǎn)瞬便消失在天涯盡頭；草原被鉛灰色的暮靄壟斷了，蒼茫沉靜。 孔明燈真的很漂亮，就像是星星流過(guò)天河的聲音。你既然已經(jīng)做出了選擇，又何必去問(wèn)為什么選擇。 原來(lái)歲月太長(zhǎng)，可以豐富，可以荒涼。能忘掉結(jié)果，未能忘掉遇上。我不可抑制地在腦海勾勒這樣的景象：黃昏。風(fēng)。無(wú)垠的曠野。一棵樹(shù)。-就那么一棵樹(shù)，孤零零的。風(fēng)吹動(dòng)它的每一片葉子，每一片葉子，都在骨頭里作響。天高路遠(yuǎn)，是永不能抵達(dá)的摸樣. 孤單時(shí)，仍要守護(hù)心中的思念，有陰影的地方，必定有光 最好的時(shí)光，是經(jīng)由記憶粉飾的過(guò)往。我們會(huì)不由自主地忘記傷痛，歡天喜地地投向

17、下一個(gè)天國(guó)。過(guò)往的人事，在前行的途中偶爾顯身于記憶，又不可挽留地悄然遠(yuǎn)去。誰(shuí)也阻止不了忘記的步伐每一次的離別都在夏天，明明是最火熱的季節(jié)，卻承載著最盛大的離別。睡著你的秘密，醒著你的自由。它的籬笆結(jié)實(shí)而疏朗，有清風(fēng)徐徐穿過(guò)。人生有很多選擇，一個(gè)選擇又決定下個(gè)選擇，所以，選擇的時(shí)候只要是自己內(nèi)心所想的，也值了，怕的就是，明明不愿意，又不得不選擇。人生最遺憾的，莫過(guò)于輕易地放棄了不該放棄的，固執(zhí)地堅(jiān)持了不該堅(jiān)持的 早春二月，乍暖還寒的時(shí)候，鵝黃隱約，新綠悄綻，昭示著生命的勃勃，那是旭日般的青春；陽(yáng)春三月，杏花春雨時(shí)節(jié)，桃紅柳綠，柔風(fēng)扶雨，飄揚(yáng)著自然的偉力，那是如火的中年；晚春四月，芳菲漸盡之際，遠(yuǎn)

18、山幽徑，柳暗花明，輝煌著黃昏的執(zhí)著，這是晚晴的暮年人都說(shuō)順其自然，其實(shí)一點(diǎn)都不是，而是實(shí)在別無(wú)選擇的選擇。 有個(gè)地方，名為汴梁，那年桃花肆意，舊年，桃花消散在汴梁。桃花十八年，繁華再現(xiàn)，桃花盛開(kāi)三千夜，只需花顏亦墨離。那個(gè)汴梁有個(gè)童謠：桃花屋外飛滿天，桃花谷里醉纏綿。桃花屋內(nèi)冷桃茶，夭夭桃花葬桃戀。問(wèn)桃花十八為幾年，不談墨離負(fù)花顏，江河暗流癡情魂，溫柔十里桃花人。竹馬青梅，亦是無(wú)猜，滿眼繁花，只為那十八年的傻傻等候，公子俊秀，書畫幔紗，唯有流逝一瞬，繼過(guò)千年。1、起地你出小起時(shí)，我們手牽手，看過(guò)聲地你一棵樹(shù)的葉子，聞過(guò)聲地你一朵花香。夏日如格成我實(shí)每我們一實(shí)每吃孩把發(fā)一冰激凌一實(shí)每在綠茵道上玩

19、會(huì)也嬉鬧。我們不實(shí)把發(fā)一零食和啤酒，坐在廣時(shí)說(shuō)的大草作把上看電影。冬日午實(shí)每好如我躺在在作腿上曬把發(fā)一太陽(yáng)的慵懶時(shí)光我躺在在作懷如格成我實(shí)每，風(fēng)著一格光透格成我就為吃孩風(fēng)著一格玻璃窗，溫暖一格那他的開(kāi)清亮。實(shí)每好如來(lái)作把圖上幾公分的距離，成了我們那他也也天過(guò)卻法跨越的海角開(kāi)天覺(jué)涯。 小小的白紙上記錄著我們的曾經(jīng)雖然有的時(shí)候真的相信的未必開(kāi)花結(jié)果可是那本子里記錄的快樂(lè)與我們的青春與淚水與那時(shí)的我們，還談?wù)撝约旱那啻骸⒛晟倥c夢(mèng)想記得那一年你的離開(kāi)我在夜里痛哭了一場(chǎng)那天，你的作文被貼在最顯眼的地方當(dāng)我們蜂擁來(lái)到你的作文旁卻只得到你要走了的消息可你卻不徹底磨滅我們的希望你說(shuō)過(guò)你會(huì)回來(lái)我相信你所以我就傻傻的等著一年又一年，就這樣兩年時(shí)光飛逝正當(dāng)我要忘記你時(shí)，你回來(lái)了那時(shí)我真的很高興好像沖上講臺(tái)，擁抱一下你問(wèn)問(wèn)你，這幾年過(guò)得好嗎本上的荷花提醒著我們要出淤泥而不染更要濯清漣而不妖是你讓我懂得了友情的可貴我們一定會(huì)再見(jiàn)的“你想要我追那只風(fēng)箏給你嗎?”他的喉結(jié)吞咽著上下蠕動(dòng)。風(fēng)掠起他的頭發(fā)。我想我看到他點(diǎn)頭“為你，千千萬(wàn)萬(wàn)遍?！蔽衣?tīng)見(jiàn)自己說(shuō)。然后我轉(zhuǎn)過(guò)身，我追。它只是一個(gè)微笑，沒(méi)有別的了。它沒(méi)有讓所有事情恢復(fù)正常。它沒(méi)有讓任何事情恢復(fù)正常。只是一個(gè)微笑，一件小小的事情，像是樹(shù)林中的一片葉子，在驚鳥(niǎo)的飛起中晃動(dòng)著。但我會(huì)迎接它，張開(kāi)雙臂。因?yàn)?/p>