人教版-变量之间的相关关系优秀课件.ppt
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- 人教版 变量 之间 相关 关系 优秀 课件
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1、基础知识框图表解基础知识框图表解变量间关系变量间关系函数关系函数关系相关关系相关关系 散点图散点图线形相关线形相关线形回归方程线形回归方程问题提出和探究问题提出和探究 在中学校园里,有这样一种说法:在中学校园里,有这样一种说法:“如果你的数学成绩好,那么你的物理学如果你的数学成绩好,那么你的物理学习就不会有什么大问题习就不会有什么大问题.”.”按照这种说法,似乎学生的物理成绩与数学按照这种说法,似乎学生的物理成绩与数学成绩之间存在着某种关系,我们把数学成绩成绩之间存在着某种关系,我们把数学成绩和物理成绩看成是两个变量,那么这两个变和物理成绩看成是两个变量,那么这两个变量之间的关系是函数关系吗?
2、量之间的关系是函数关系吗?上述两个变量之间的关系是上述两个变量之间的关系是一种非确定性关系一种非确定性关系,称之为称之为相关关系相关关系。一、变量之间的相关关系一、变量之间的相关关系不同点:不同点:函数关系是一种函数关系是一种确定确定的关系;而的关系;而相关关系是一种相关关系是一种非确定非确定关系关系.相关关系与函数关系的异同点:相关关系与函数关系的异同点:相同点:相同点:均是指两个变量的关系均是指两个变量的关系尝试练习一尝试练习一现实生活中存在许多相关关系,现实生活中存在许多相关关系,在下列两个变量在下列两个变量的关系中,哪些是相关关系?的关系中,哪些是相关关系?正方形边长与面积之间的关系;
3、正方形边长与面积之间的关系;作文水平与课外阅读量之间的关系;作文水平与课外阅读量之间的关系;人的身高与体重之间的关系;人的身高与体重之间的关系;人的身高与视力之间的关系;人的身高与视力之间的关系;商品销售收入与广告支出经费之间的关系;商品销售收入与广告支出经费之间的关系;粮食产量与施肥量之间的关系;粮食产量与施肥量之间的关系;匀速行驶的车辆的行驶距离与时间匀速行驶的车辆的行驶距离与时间 通过收集两个变量的大量数据,进行统计和数据分通过收集两个变量的大量数据,进行统计和数据分析,找出其中的规律,对其相关关系的程度作出一析,找出其中的规律,对其相关关系的程度作出一定判断定判断.由于变量之间相关关系
4、的广泛性和不确定性,所以由于变量之间相关关系的广泛性和不确定性,所以样本数据应较大,和有代表性样本数据应较大,和有代表性.才能对它们之间的关才能对它们之间的关系作出正确的判断系作出正确的判断.如何判断两个变量之间是否具有相如何判断两个变量之间是否具有相关关系以及相关程度的强弱关关系以及相关程度的强弱在一次对人体脂肪含量和年龄关系的研究中,研究人员获在一次对人体脂肪含量和年龄关系的研究中,研究人员获得了一组样本数据:得了一组样本数据:其中各年龄对应的脂肪数据是这个年龄人群脂肪含量的样其中各年龄对应的脂肪数据是这个年龄人群脂肪含量的样本平均数本平均数.年龄年龄 232327273939414145
5、4549495050脂肪脂肪 9.59.517.817.8 21.221.2 25.925.9 27.527.5 26.326.3 28.228.2年龄年龄 5353545456565757585860606161脂肪脂肪 29.629.6 30.230.2 31.431.4 30.830.8 33.533.5 35.235.2 34.634.6根据上述数据,人体的脂肪含量与年龄之间有怎样根据上述数据,人体的脂肪含量与年龄之间有怎样的关系?的关系?实例探究实例探究思考思考1 1:对某一个人来说,他的体内脂肪含对某一个人来说,他的体内脂肪含量不一定随年龄增长而增加或减少,但是如量不一定随年龄增长
6、而增加或减少,但是如果把很多个体放在一起,就可能表现出一定果把很多个体放在一起,就可能表现出一定的规律性的规律性.观察上表中的数据,大体上看,观察上表中的数据,大体上看,随着年龄的增加,人体脂肪含量怎样变化?随着年龄的增加,人体脂肪含量怎样变化?年龄年龄2323272739394141454549495050脂肪脂肪9.59.517.817.821.221.225.925.927.527.526.326.328.228.2年龄年龄5353545456565757585860606161脂肪脂肪29.629.630.230.231.431.430.830.833.533.535.235.234.
7、634.6人教版-变量之间的相关关系优秀课件人教版-变量之间的相关关系优秀课件思考思考2 2:为了确定人体脂肪含量和年龄之间的更明确的关为了确定人体脂肪含量和年龄之间的更明确的关系,我们需要对数据进行分析,通过作图可以对两个变量系,我们需要对数据进行分析,通过作图可以对两个变量之间的关系有一个直观的印象之间的关系有一个直观的印象.以以x x轴表示年龄,轴表示年龄,y y轴表示轴表示脂肪含量脂肪含量,你能在直角坐标系中描出样本数据对应的图形,你能在直角坐标系中描出样本数据对应的图形吗?吗?O455055 60 65202530 35 40年龄年龄脂肪含量脂肪含量510152025303540思考
8、思考3 3:右图叫做右图叫做散点图散点图在平面直角坐标系中,在平面直角坐标系中,表示具有相关关系的两表示具有相关关系的两个变量的一组数据图形,个变量的一组数据图形,称为散点图称为散点图.人教版-变量之间的相关关系优秀课件人教版-变量之间的相关关系优秀课件观察散点图的大致趋势,观察散点图的大致趋势,两个变量的两个变量的散点图散点图中点中点的分布的位置是从左下角到右上角的区域,我们称这的分布的位置是从左下角到右上角的区域,我们称这种相关关系为种相关关系为正相关正相关。O45 50 55606520 25 30 35 40年龄年龄脂肪含量脂肪含量510152025303540O思考思考4 4:如果两
9、个变量成如果两个变量成负相关负相关,从整体上看这两个变量,从整体上看这两个变量的变化趋势如何?其散点图有什么特点?的变化趋势如何?其散点图有什么特点?散点图中的点散布在从左上角到右下角的区域散点图中的点散布在从左上角到右下角的区域.人教版-变量之间的相关关系优秀课件人教版-变量之间的相关关系优秀课件注:若两个变量散点图呈上图,则不具注:若两个变量散点图呈上图,则不具有相关关系。有相关关系。020406080100120020406080100人教版-变量之间的相关关系优秀课件人教版-变量之间的相关关系优秀课件例例1 1、以下是、以下是20002000年某地搜集到的新房屋年某地搜集到的新房屋的销
10、售价格和房屋的面积的数据:的销售价格和房屋的面积的数据:房屋面积房屋面积(平方米)(平方米)616170701151151101108080135135105105销售价格销售价格(万元)(万元)12.212.215.315.324.824.821.621.618.418.429.229.22222画出数据对应的散点图,并指出销售画出数据对应的散点图,并指出销售价格与房屋面积这两个变量是正相关价格与房屋面积这两个变量是正相关还是负相关还是负相关.人教版-变量之间的相关关系优秀课件人教版-变量之间的相关关系优秀课件房屋面积房屋面积(平方米)(平方米)61617070115115110110808
11、0135135105105销售价格销售价格(万元)(万元)12.212.215.315.324.824.821.621.618.418.429.229.22222人教版-变量之间的相关关系优秀课件人教版-变量之间的相关关系优秀课件如果散点图中点的分布如果散点图中点的分布从从整体整体上看上看大致在一条直大致在一条直线附近,我们就称这两个变量之间具有线附近,我们就称这两个变量之间具有线性相关线性相关关系关系,这条直线就叫做,这条直线就叫做回归直线回归直线。这条回归直线的方程,简称为这条回归直线的方程,简称为回归方程回归方程。二、回归直线二、回归直线 O45 50 55606520 25 30 35
12、 40年龄年龄脂肪含量脂肪含量510152025303540人教版-变量之间的相关关系优秀课件人教版-变量之间的相关关系优秀课件1.如果所有的样本点都落在某一函数曲线上,变如果所有的样本点都落在某一函数曲线上,变量之间具有量之间具有函数关系函数关系2.如果所有的样本点都落在某一函数曲线附近,如果所有的样本点都落在某一函数曲线附近,变量之间就有变量之间就有相关关系相关关系3.如果所有的样本点都落在某一直线附近,变量如果所有的样本点都落在某一直线附近,变量之间就有之间就有线性相关关系线性相关关系 只有散点图中的点呈条状集中在某一直线周围的只有散点图中的点呈条状集中在某一直线周围的时候,才可以说两个
13、变量之间具有线性关系,才有两时候,才可以说两个变量之间具有线性关系,才有两个变量的正线性相关和负线性相关的概念,才可以用个变量的正线性相关和负线性相关的概念,才可以用回归直线来描述两个变量之间的关系回归直线来描述两个变量之间的关系 有关说明有关说明人教版-变量之间的相关关系优秀课件人教版-变量之间的相关关系优秀课件三、如何具体的求出这个回归方程呢?三、如何具体的求出这个回归方程呢?O45 50 55606520 25 30 35 40年龄年龄脂肪含量脂肪含量510152025303540人教版-变量之间的相关关系优秀课件人教版-变量之间的相关关系优秀课件求回归方程的关键是如何用数学的方法来刻画
14、求回归方程的关键是如何用数学的方法来刻画“从整体上看,各点与直线的偏差最小从整体上看,各点与直线的偏差最小”。如果散点图中点的分布如果散点图中点的分布从从整体整体上看上看大致在一条直线附近,大致在一条直线附近,我们就称这两个变量之间具有我们就称这两个变量之间具有线性相关关系线性相关关系,这条直线,这条直线就叫做就叫做回归直线回归直线。思考思考5 5:对一组具有线性相关关系的样本数据:对一组具有线性相关关系的样本数据:(x(x1 1,y y1 1),(x(x2 2,y y2 2),(x(xn n,y yn n),设其回归,设其回归方方程为程为 可以用哪些数量关系来刻画可以用哪些数量关系来刻画各样
15、本点与回归直线的接近程度?各样本点与回归直线的接近程度?abxy人教版-变量之间的相关关系优秀课件人教版-变量之间的相关关系优秀课件设已经得到具有线性相关关系的变量的一组数据:(设已经得到具有线性相关关系的变量的一组数据:(x x1 1,y y1 1),(),(x x2 2,y y2 2),),(,(x xn n,y yn n)设所求的回归直线方程为设所求的回归直线方程为 其中其中a a,b b是待定是待定的系数。当变量的系数。当变量x x取取x x1 1,x x2 2,x xn n时,可以得到时,可以得到 (i=1i=1,2 2,n n)它与实际收集得到的它与实际收集得到的 之间偏差是之间偏
16、差是 (i=1i=1,2 2,n n)探索过程如下:探索过程如下:这样,用这这样,用这n n个偏差的和来个偏差的和来刻画刻画“各点与此直线的整体各点与此直线的整体偏差偏差”是比较合适的。是比较合适的。(x1,y1)(x2,y2)(xi,yi)(xn,yn)abxyabxyii)(abxyiyyiiiiy人教版-变量之间的相关关系优秀课件人教版-变量之间的相关关系优秀课件的最小值21)(iyynii当当a,b取什么值时,取什么值时,Q的值最小,即总体偏差最小的值最小,即总体偏差最小2222211)abxyabxyabxyQnn (的最小值)(1iyynii的最小值|1iyynii人教版-变量之间
17、的相关关系优秀课件人教版-变量之间的相关关系优秀课件根据有关数学原理分析,当根据有关数学原理分析,当 时,总体偏差时,总体偏差 为最小,这样为最小,这样就得到了回归方程,这种求回归方程的方法叫做就得到了回归方程,这种求回归方程的方法叫做最小二乘法最小二乘法.21()niiiQyy xbyaxnxyxnyxxxyyxxbniiniiiniiniii,)()(1221121(其中,(其中,b是回归方程的斜率,是回归方程的斜率,a是截距)是截距)abxy估计值样本数值yx人教版-变量之间的相关关系优秀课件人教版-变量之间的相关关系优秀课件0.57765-0.448=37.1思考思考6 6:利用利用计
18、算器或计算机计算器或计算机可求得年龄和可求得年龄和人体脂肪含量的样本数据的回归方程为人体脂肪含量的样本数据的回归方程为 由此我们可以根据一个人的年龄预测其体由此我们可以根据一个人的年龄预测其体内脂肪含量的百分比的内脂肪含量的百分比的回归值回归值.若某人若某人6565岁,岁,则其体内脂肪含量的百分比则其体内脂肪含量的百分比约约为多少?为多少?448.0577.0 xy能不能说他体内脂肪含量一定是能不能说他体内脂肪含量一定是37.1?人教版-变量之间的相关关系优秀课件人教版-变量之间的相关关系优秀课件若某人若某人6565岁,可预测他体内脂肪含量在岁,可预测他体内脂肪含量在37.137.1(0.57
19、70.57765-0.448=37.165-0.448=37.1)附近的可能性比较)附近的可能性比较大。但不能说他体内脂肪含量一定是大。但不能说他体内脂肪含量一定是37.137.1原因原因:线性回归方程中的截距和斜率都是通过样:线性回归方程中的截距和斜率都是通过样本本估计的估计的,存在随机误差,这种误差可以导致预,存在随机误差,这种误差可以导致预测结果的偏差,即使截距斜率没有误差,也不可测结果的偏差,即使截距斜率没有误差,也不可能百分百地保证对应于能百分百地保证对应于x x,预报值,预报值 能等于实际值能等于实际值y yy人教版-变量之间的相关关系优秀课件人教版-变量之间的相关关系优秀课件例例
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