数学建模经典案例4
64页1、第十章统计回归模型10.1牙膏的销售量10.2软件开发人员的薪金10.3酶促反应10.4投资额与国民生产总值和物价指数10.5教学评估10.6冠心病与年龄回归模型是用统计分析方法建立的最常用的一类模型.数学建模的基本方法机理分析测试分析通过对数据的统计分析,找出与数据拟合最好的模型.不涉及回归分析的数学原理和方法.通过实例讨论如何选择不同类型的模型.对软件得到的结果进行分析,对模型进行改进.由于客观事物内部规律的复杂及人们认识程度的限制无法分析实际对象内在的因果关系,建立合乎机理规律的数学模型.10.1牙膏的销售量问题建立牙膏销售量与价格、广告投入之间的模型预测在不同价格和广告费用下的牙膏销售量.收集了30个销售周期本公司牙膏销售量、价格、广告费用,及同期其他厂家同类牙膏的平均售价.9.260.556.804.253.70307.930.055.803.853.80298.510.256.754.003.7527.38-0.055.503.803.851销售量(百万支)价格差(元)广告费用(百万元)其他厂家价格(元)本公司价格(元)销售周期基本模型y公司牙膏销售量x1其他厂家与本公司价
2、格差x2公司广告费用x2yx1yx1x2解释变量(回归变量自变量)y被解释变量(因变量)0123回归系数随机误差(均值为零的正态分布随机变量)MATLAB统计工具箱模型求解bbintrrintstats=regress(yxalpha)输入x=n4数据矩阵第1列为全1向量alpha(置信水平0.05)b的估计值bintb的置信区间r残差向量y-xbrintr的置信区间Stats检验统计量R2Fps2yn维数据向量输出由数据yx1x2估计参数参数估计值置信区间17.32445.728228.92061.30700.68291.9311-3.6956-7.49890.10770.34860.03790.6594R2=0.9054F=82.9409p0.0001s2=0.04900123结果分析y的90.54%可由模型确定参数参数估计值置信区间17.32445.728228.92061.30700.68291.9311-3.6956-7.49890.10770.34860.03790.6594R2=0.9054F=82.9409p0.0001s2=0.04900123F远超过F检验的临界值p
3、远小于=0.052的置信区间包含零点(右端点距零点很近)x2对因变量y的影响不太显著x22项显著可将x2保留在模型中模型从整体上看成立销售量预测价格差x1=其他厂家价格x3-本公司价格x4估计x3调整x4控制价格差x1=0.2元,投入广告费x2=6.5百万元销售量预测区间为7.8230,8.7636(置信度95%)上限用作库存管理的目标值下限用来把握公司的现金流若估计x3=3.9,设定x4=3.7,则可以95%的把握知道销售额在7.83203.729(百万元)以上控制x1通过x1x2预测y(百万支)模型改进x1和x2对y的影响独立参数参数估计值置信区间17.32445.728228.92061.30700.68291.9311-3.6956-7.49890.10770.34860.03790.6594R2=0.9054F=82.9409p0.0001s2=0.04260123参数参数估计值置信区间29.113313.701344.525211.13421.977820.2906-7.6080-12.6932-2.52280.67120.25381.0887-1.4777-2.8518-
4、0.1037R2=0.9209F=72.7771p0.0001s2=0.049030124x1和x2对y的影响有交互作用两模型销售量预测比较预测区间7.8230,8.7636预测区间7.8953,8.7592控制价格差x1=0.2元,投入广告费x2=6.5百万元预测区间长度更短略有增加预测值预测值x2=6.5x1=0.2x1x1x2x2两模型与x1x2关系的比较交互作用影响的讨论价格差x1=0.1价格差x1=0.3加大广告投入使销售量增加(x2大于6百万元)价格差较小时增加的速率更大x2价格优势会使销售量增加价格差较小时更需要靠广告来吸引顾客的眼球完全二次多项式模型MATLAB中有命令rstool直接求解从输出Export可得鼠标移动十字线(或下方窗口输入)可改变x1x2左边窗口显示预测值及预测区间牙膏的销售量建立统计回归模型的基本步骤根据已知数据从常识和经验分析辅之以作图决定回归变量及函数形式(先取尽量简单的形式).用软件(如MATLAB统计工具箱)求解.对结果作统计分析:R2Fps2是对模型整体评价回归系数置信区间是否含零点检验其影响的显著性.模型改进如增添二次项、交互项等.对因变
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