应用回归分析法建立离散数据的数学模型
2012-07-13孙翠先
王 成,孙翠先
(唐山学院 基础教学部,河北 唐山063000)
数学模型是运用数学的语言和工具,对实际问题的主要特征加以归纳,直接用解析式表示的一种方法。而实际问题的复杂性常使得数学模型可能有几种不同的数学结构,而且实际问题也很少直接以数学语言出现,如何使用数学语言来描述所面临的实际问题,从中抽象出变量之间数学关系是解决问题的关键。
回归分析是处理变量之间相关关系的一种数理统计方法。由于存在着随机误差,变量之间的相关关系很难用精确的解析式确定下来。本文给出了利用线性和非线性回归分析建立数学模型的方法。
1 建模步骤
1.1 变量引入
一般地,将考察目标作为因变量Y,影响它的各个自变量为X1,X2,…,Xm,自变量和因变量之间存在相关关系,自变量之间要求相互独立。
1.2 回归方程的选取
对Y 和X1,X2,…,Xm作n次独立试验,得观测值(yr,xr1,xr2,…,xrm),r=1,2,…,n,观测值配对分组表示为(xrk,yr),r=1,2,…,n;k=1,2,…,m,即(x1k,y1),(x2k,y2),…,(xnk,yn)是第k组观测值。在Excel中对每一组作散点图,通过比对确定Y与Xk的回归方程是线性还是非线性。将这些信息合并可得回归方程为y=f(x1,x2,…,xm)。
有时散点图可能与几种曲线都很接近,这时建立相应的回归方程可能都是合理的。但对一个非线性回归问题,由于选择不同的非线性回归模型,会得到同一个问题的多个不同回归方程,引起的随机误差一般也不同。
1.3 估计回归系数
由采集的数据(yr,xr1,xr2,…,xrm),r=1,2,…,n,通过数理统计软件可得出回归系数的点估计值和区间估计。
1.4 随机误差
计算误差εr=yr-f(xr1,xr2,…,xrm),r=1,2,…,n,要求εr要在ε=0附近摆动,这时回归方程与实际数据拟合较好。……
