湖北省松滋市第二中學(xué)(434200) 盧濤

撥云見日
——回歸直線方程計(jì)算釋疑

湖北省松滋市第二中學(xué)(434200) 盧濤

回歸直線方程的計(jì)算能力包括根據(jù)法則公式進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算,變形和數(shù)據(jù)處理,也指能根據(jù)問題的條件尋找與設(shè)計(jì)合理而簡捷的運(yùn)算途徑.

回歸直線方程計(jì)算是高考中的熱點(diǎn)題型,課本上對回歸直線方程系數(shù)公式推導(dǎo)過程復(fù)雜,很多學(xué)生最終形成只會(huì)套公式,不會(huì)對數(shù)據(jù)靈活處理,導(dǎo)致學(xué)生盲目套用公式,計(jì)算困難.下面從回歸直線方程系數(shù)的推導(dǎo)過程,回歸直線方程的原理理解,數(shù)據(jù)處理技巧,公式變形應(yīng)用這四個(gè)方面加以說明以供大家參考.

一、回歸直線方程系數(shù)推導(dǎo)之疑

課本上推導(dǎo)原理簡單但推導(dǎo)過程復(fù)雜,學(xué)生不易掌握.在此,通過導(dǎo)數(shù)求極值優(yōu)化推導(dǎo)過程,便于學(xué)生理解.

評注通過將a與b分別看成變量,通過求導(dǎo)求函數(shù)的極值的方法求Q(a,b)最小值,學(xué)生容易掌握推導(dǎo)出回歸直線方程系數(shù)公式,以便加深理解回歸直線方程原理.

二、回歸直線方程原理理解之疑

例題(2011年高考廣東卷理科13)某數(shù)學(xué)老師身高176cm,他爺爺、父親和兒子的身高分別是173cm、170cm、和182cm.因兒子的身高與父親的身高有關(guān),該老師用線性回歸分析的方法預(yù)測他孫子的身高為___cm.

疑問學(xué)生弄不清解釋變量與預(yù)報(bào)變量,誤將x視為1,2,3計(jì)算出錯(cuò),需要注意兒子身高與父親身高有關(guān),將父親身高作為解釋變量,兒子身高做為預(yù)報(bào)變量.依次列出對應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo).

評注計(jì)算回歸直線方程時(shí)首先找準(zhǔn)解釋變量和預(yù)報(bào)變量,然后列出對應(yīng)的解釋變量和預(yù)報(bào)變量的坐標(biāo),為計(jì)算方程做準(zhǔn)備.在的計(jì)算上面,很明顯選擇前一種形式公式計(jì)算簡便.

三、數(shù)據(jù)計(jì)算之疑

例題(2011安徽卷)某地最近十年糧食需求量逐年上升,下表是部分統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：

年份2002 2004 2006 2008 2010需求量(萬噸) 236 246 257 276 286

(II)利用(I)中所求的直線方程預(yù)測該地2012年的糧食需求量.

評注為了方便計(jì)算先將x同時(shí)減去一個(gè)數(shù),將大數(shù)化小,有時(shí)最好減去x的平均值(根據(jù)公式特點(diǎn)),再將y也同時(shí)減去一個(gè)數(shù),這個(gè)處理過程相當(dāng)將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行了左右,上下平移變換,將數(shù)據(jù)化小使得數(shù)據(jù)方便計(jì)算.

解析(1)由所給數(shù)據(jù)看出,年需求量與年份之間是近似直線上升.下面來配回歸直線方程,為此對數(shù)據(jù)預(yù)處理如下：

由“年份”-2006得：-4,-2,0,2,4;由“需求量”-257得：-21,-11,0,19,29對預(yù)處理后的數(shù)據(jù),容易算得ˉx=0,

(2)利用直線方程①,可預(yù)測 2012年的糧食需求量為：(萬噸)≈300(萬噸).

四、公式變形之疑問

例題(2016高考新課標(biāo)III文數(shù))下圖是我國2008年至2014年生活垃圾無害化處理量(單位：億噸)的折線圖

圖1

(I)由折線圖看出,可用線性回歸模型擬合y與t的關(guān)系,請用相關(guān)系數(shù)加以說明;

(II)建立y關(guān)于t的回歸方程(系數(shù)精確到0.01),預(yù)測2016年我國生活垃圾無害化處理量.

評注高考不僅考察基本計(jì)算,而且考察對數(shù)據(jù)的處理變形,因此適當(dāng)變形處理數(shù)據(jù)很有訓(xùn)練必要.

回歸直線方程的計(jì)算只要我們理解原理,熟悉回歸直線方程系數(shù)的推導(dǎo)過程,掌握公式之間的轉(zhuǎn)換,會(huì)進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)處理技巧,認(rèn)真細(xì)致運(yùn)算,相信大家這題一定會(huì)手到擒拿!

[1]史雄,關(guān)于回歸直線方程的另一種簡單計(jì)算〔J〕,新課程學(xué)習(xí)(基礎(chǔ)教育)2010,(02).