Содержание

Задача 1 3

Задача 2 9

Список литературы 15

Задача 1

Имеются выборочные данные о глубине вспашки полей под озимые культуры Х (см) и их урожайности Y (ц с га) (табл. 1).

Таблица 1

Исходные данные

Х

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Y

5

10

12

16

20

16

17

25

22

20


1. Составить уравнение линейной регрессии y = a + bx +е, используя МНК, и найти числовые характеристики переменных.

2. Составить уравнение линейной регрессии y = a + bx +е, используя матричный метод.

3. Вычислить коэффициент корреляции и оценить полученное уравнение регрессии.

4. Найти оценки параметров а, b, д2.

5. Найти оценки параметров нормального распределения для статистик а? и b?.

6. Найти доверительные интервалы для а и b на основании оценок а? и b? при уровне значимости а = 0,05.

7. Вычислить коэффициент детерминации и оценить качество выбранного уравнения регрессии.

Решение:

Используя исходные данные, строим диаграмму рассеяния (рис. 1):


Рисунок 1 – Диаграмма рассеяния

Полагаем, что связь между факторами Х и У может быть описана линейной функцией.

Нормальные уравнения для линейного тренда имеют вид:


где: yi - уровни исходного ряда динамики;

ti - номера периодов или моментов времени (1,2,3:n);

n - число уровней ряда;

а0, а1, а2 - константы уравнений.

Решение задачи нахождения оценок а и b основывается на применении метода наименьших квадратов (сокращенно - МНК), суть которой в следующем: нахождение оценок а и b неизвестных параметров б и в сводится к следующей экстремальной задаче функции двух переменных F(a,b):

,

которая в свою очередь сводится к системе двух линейных уравнений с двумя неизвестными а и b:


Решение этой системы можно получить по правилу Крамера:

;

Обозначим через ; выборочные средние наблюдаемых значений переменных х и у. Таким образом, оценки а и b можно искать по следующим формулам:

; .

Для этого организуем вычисления во вспомогательной табл. 2.

Таблица 2

Вспомогательная таблица для определения параметров уравнения линейной регрессии

Номер

Х

Y

Х2

Y2

ХY

1

0

5

0

25

0

2

5

10

25

100

50

3

10

12

100

144

120

4

15

16

225

256

240

5

20

20

400

400

400

6

25

16

625

256

400

7

30

17

900

289

510

8

35

25

1225

625

875

9

40

22

1600

484

880

10

45

20

2025

400

900

Сумма

225

163

7125

2979

4375

Среднее

22,5

16,3

712,5

297,9

437,5


Тогда


.

Значит, уравнение линейной регрессии имеет вид:

.

Вычислим коэффициент корреляции по формуле:

.

Для применения формулы составим вспомогательную табл. 3:

Таблица 3

Вспомогательная таблица для расчета коэффициента корреляции

Номер

Х

Y


2


1

0

5

- 22,5

506,25

-11,3

127,69

2

5

10

-17,5

306,25

-6,3

39,69

3

10

12

-12,5

156,25

-4,3

18,49

4

15

16

-7,5

56,25

-0,3

0,09

5

20

20

-2,5

6,25

3,7

13,69

6

25

16

2,5

6,25

-0,3

0,09

7

30

17

7,5

56,25

0,7

0,49

8

35

25

12,5

156,25

8,7

75,69

9

40

22

17,5

306,25

5,7

32,49

10

45

20

22,5

506,25

3,7

13,69

Сумма

225

163


2062,5


322,1

Среднее

22,5

16,3


Тогда коэффициент корреляции найдется следующим образом: