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2024-06-28 04:36| 来源: 网络整理| 查看: 265

数学建模期末复习,撰写博客做总结之用,主要侧重于算例的模型建立与部分代码的实现,其中不足之处望读者多多指正。

文章目录 多(一)元线性回归多(一)元线性拟合公式Matlab相关函数例子1一元线性回归例子2多元线性回归 ployfit拟合例子2的另解

多(一)元线性回归 多(一)元线性拟合公式 经验公式: y ^ = β ^ 0 + β ^ 1 x = y ˉ + β ^ 1 ( x − x ˉ ) \hat y = {\hat \beta _0} + {\hat \beta _1}x = \bar y + {\hat \beta _1}(x - \bar x) y^​=β^​0​+β^​1​x=yˉ​+β^​1​(x−xˉ)参数公式: β ^ 1 = ∑ i = 1 n ( x i − x ˉ ) ( y i − y ˉ ) ∑ i = 1 n ( x i − x ˉ ) 2 {\hat \beta _1} = \frac{{\sum\limits_{i = 1}^n {\left( {{x_i} - \bar x} \right)\left( {{y_i} - \bar y} \right)} }}{{\sum\limits_{i = 1}^n {{{\left( {{x_i} - \bar x} \right)}^2}} }} β^​1​=i=1∑n​(xi​−xˉ)2i=1∑n​(xi​−xˉ)(yi​−yˉ​)​, β 0 = y ˉ − β ^ 1 x ˉ \beta _0= \bar y-{\hat \beta _1}\bar x β0​=yˉ​−β^​1​xˉ残差计算: Q e = Q ( β ^ 0 , β ^ 1 ) = ∑ i = 1 n ( y i − β ^ 0 − β ^ 1 x i ) 2 = ∑ i = 1 n ( y i − y ^ i ) 2 {Q_e} = Q({\hat \beta _0},{\hat \beta _1}) = \sum\limits_{i = 1}^n {{{\left( {{y_i} - {{\hat \beta }_0} - {{\hat \beta }_1}{x_i}} \right)}^2} = \sum\limits_{i = 1}^n {{{({y_i} - {{\hat y}_i})}^2}} } Qe​=Q(β^​0​,β^​1​)=i=1∑n​(yi​−β^​0​−β^​1​xi​)2=i=1∑n​(yi​−y^​i​)2检验: Y = β 0 + β 1 x Y = {\beta _0} + {\beta _1}x Y=β0​+β1​x的显著性检验,归结为对假设: H 0 : β 1 = 0 ; H 1 : β 1 ≠ 0 {H_0}:{\beta _1} = 0;{H_1}:{\beta _1} \ne 0 H0​:β1​=0;H1​:β1​​=0 如果 H 0 : β 1 = 0 {H_0}:{\beta _1} = 0 H0​:β1​=0被拒绝,则回归显著,认为y与x存在线性关系,所求的线性回归方程有意义;否则回归不显著,y与x的关系不能用一元线性回归模型来描述,所得的回归方程也无意义. 常用的检验方式有F检验、t检验。 Matlab相关函数 确定回归系数

b=regress( Y, X )] b为拟合系数

求回归系数的点估计和区间估计、并检验回归模型

[b, bint,r,rint,stats]=regress(Y,X,alpha) bint:回归系数的区间估计; r残差; rint:置信区间 stats:回归模型的检验统计量相关系数 r 2 r^2 r2F与F的概率 alpha显著性水平。缺省值为0.05

画出残差与置信区间

rcoplot(r,rint)

利用regress函数进行多元拟合道理相同

例子1一元线性回归

x=[143 145 146 147 149 150 153 154 155 156 157 158 159 160 162 164]’; X=[ones(16,1) x]; Y=[88 85 88 91 92 93 93 95 96 98 97 96 98 99 100 102]’;对其进行回归拟合分析。

%拟合回归 x=[119 117 115 116 112 121 115 122 116 118 ... 109 112 119 112 117 113 114 109 109 118 ]; y=[118 119 115 122 118 121 120 122 128 116 ... 120 123 121 119 117 119 128 126 118 125]; [h,sig,ci] = ttest(x,115) %残差分析 rcoplot(r,rint) %预测与作图 z=b(1)+b(2)*x plot(x,Y,'k+',x,z,'r') 结果

b = -16.0730 0.7194 bint =-33.7071 1.5612 0.6047 0.8340 r = 1.2056 -3.2331 -0.9524 1.3282 0.8895 1.1702 -0.9879 0.2927 0.5734 1.8540 0.1347 -1.5847 -0.3040 -0.0234 -0.4621 0.0992 rint = -1.2585 3.6697 -5.0755 -1.3907 -3.6086 1.7037 -1.3085 3.9649 -1.8718 3.6508 -1.5750 3.9153 -3.7915 1.8157 -2.5680 3.1534 -2.2676 3.4144 -0.7730 4.4811 -2.7019 2.9713 -4.2379 1.0686 -3.0911 2.4831 -2.7860 2.7392 -3.1326 2.2084 -2.4826 2.6810 stats =0.9282 180.9531 0.0000 1.7437

残差分析: 在这里插入图片描述

预测: 在这里插入图片描述

例子2多元线性回归

观测物体降落的距离s与时间t的关系,得到数据如下表,求s关于t的回归方程 s ^ = a + b t + c t 2 \hat s = a + bt + c{t^2} s^=a+bt+ct2 在这里插入图片描述

t=1/30:1/30:14/30; s=[11.86 15.67 20.60 26.69 33.71 41.93 51.13 61.49 72.90... 85.44 99.08 113.77 129.54 146.48]; T=[ones(14,1) t' (t.^2)']; [b,bint,r,rint,stats]=regress(s',T) Y=polyconf(p,t,S) plot(t,s,'k+',t,Y,'r')

在这里插入图片描述

ployfit拟合 多项式使用

a=polyfit(x,y,m) m是拟合次数,a是多项式系数 使用详情

例子2的另解 t=1/30:1/30:14/30; s=[11.86 15.67 20.60 26.69 33.71 41.93 51.13 61.49 72.90 85.44 99.08 113.77 129.54 146.48]; [p,S]=polyfit(t,s,2) y2=polyval(p,t); plot(t,s,t,y2,'o')

在这里插入图片描述



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