19120

Прогнозирование и регрессионный анализ

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Пусть требуется исследовать зависимость Y(x), причем величины у и x измеряются в одних и тех ж экспериментах. Будем считать, что погрешность измерения величины х пренебрежимо мала по сравнению с погрешностью измерения величины у

Русский

2014-03-24

91.16 KB

31 чел.

Лабораторная работа № 3

Прогнозирование и регрессионный анализ

Цели работы:

Получение навыков по прогнозированию и регрессионному анализу  в таблицах Excel

3.1.  Постановка задачи:

Пусть требуется исследовать зависимость  Y(x), причем величины у и x  измеряются в одних  и  тех  ж  экспериментах.  Будем  считать,  что  погрешность измерения  величины  х пренебрежимо  мала  по  сравнению  с  погрешностью измерения  величины  у.  Таким образом,  результаты  эксперимента  можно рассматривать  как  выборочные  значения случайной  величины  η(x),  зависящей  от х как от параметра. Регрессией называют зависимость условного математического  ожидания этой величины от  x, т.е.  Y(x) = M(η|x). Задача  регрессионного  анализа состоит  в  восстановлении  функциональной  зависимости  y(х)  по результатам  измерений (xi,yi), i = 1,2,…,7. 

Аппроксимируем  искомую зависимость  y(x)  функцией  f(x,a1, … ,  ak).  Это означает, что результаты измерений можно представить в виде

где a1,…, ak неизвестные параметры регрессии;

ξi, - случайные величины, характеризующие погрешность эксперимента,

Обычно предполагается, что  ξi  -  это  независимые нормально  распределенные 2  2случайные величины с M ξi  = 0 и одинаковыми дисперсиями М ξi = σ .

Параметры  a1,...,ak следует  выбирать  такими,  чтобы  отклонение предложенной функциональной зависимости от результатов экспериментов было  минимальным. Часто в качестве меры отклонения принимают величину

На практике регрессионный анализ состоит из трех этапов:

1) выдвижение гипотезы о виде функции f(x,a1, … , ak);

2) определение неизвестных параметров (а1, …,аk) по имеющимся данным;

3)  проверка согласованности выдвинутой  гипотезы  с  экспериментальными данными.

Мера  достоверности  регрессионных  зависимостей  оценивается  величиной R2 (квадрат коэффициента корреляции), находящейся в пределах 0≤R2≤1

При  R2  =  0  величины,  для  которых  определяются  уравнения  регрессии, являются независимыми;  при  R2  =  1  имеет  место  функциональная  зависимость.

Принято считать допустимым ≥ 0,7.

Чем больше статических данных, используемых при определении уравнения регрессии, тем точнее будет определена исходная зависимость, если таковая существует. Тем  не  менее  существует  минимальное  количество  необходимыхисходных данных р, с помощью которого можно найти уравнение регрессии. Это количество определяется по формуле:

где k – количество неизвестных параметров в искомом уравнении регрессии, Рассмотренная ранее математическая модель соответствует парной регрессии, поскольку требуется найти зависимость между функцией и  одной переменной. Регрессия называется  множественной,  если  она  описывает зависимость функции от нескольких переменных. Еще  один способ  классификации уравнений регрессии по виду зависимостей, по этому  критерию уравнения регрессии делятся на линейные и нелинейные.

В дальнейшем будут рассматриваться следующие модели:

1)  парная линейная регрессия: у = a2 x+ a1; x

2)  парная нелинейная регрессия (экспоненциальная модель) y = a1a2 ;

3)  множественная линейная регрессия y = a2x2+a3x3+…akxk+a1.

Ход работы:

По исходным данным об объемах реализации фирмой товаров за десять недель.Оопределить вид зависимости между наблюдаемыми величинами х и у, где х - отчетная неделя, у - объем продажи за отчетную неделю, а также спрогнозируем объемы реализации на три предстоящих недели.

Исходная таблица

Для  расчетов  были  использованы  функции  рабочего  лист  ТЕНДЕНЦИЯ, РОСТ, ЛИНЕЙН,  ЛГРФПРИБЛ,  LN,  EХР.  При  этом  большинство  расчетных формул  было введено  в  диапазон  ячеек.  Это  означает,  что  при  вводе  формул были выполнены следующие шаги:

1) выделен диапазон ячеек, в которые вводится формула;

2) в строке ввода набрана требуемая формула;

3) набор формулы завершен нажатием клавиш <Ctrl>+<Shift>+<Enter>.

Формула,  введенная  в  диапазон,  автоматически  обрамляется  в  Excel фигурными скобками {}.

При  решении  рассматриваемой  задачи  в  диапазон  ячеек  В12:В14  была введена

формула построения линейною тренда {=ТЕНДЕНЦИЯ(В2:В11;A2:11;A12:А14)}.

В  диапазон  ячеек  С2:С14  введена  формула  построения  экспоненциального тренда

{=РОСТ (В2:В11;А2:А11;А2:А14)}.

Линейный  и  экспоненциальный  тренды  тесно  связаны  между  собой.  В диапазон ячеек D2:D10 введена формула

{=ЕХР(ТЕНДЕНЦИЯ(LN(В2:В11);A2:А11;А2:А14))};

Как видно из таб. 1, значения в диапазонах С2:С14 и D2:D14 совпадают. В диапазоны ячеек F2:G2 и F3:G3 введены формулы

{=ЛИНЕЙН (В2:В11;А2:А11)}

{=ЛГРФПРИБЛ(В2:В11;А2:А11)}

для определения параметров линейной и экспоненциальной моделей

Как  видно  из  рис. ,  величина  R2  для  экспоненциальной  модели меньше аналогичной величины для линейной модели.  Таким образом, в данном случае линейная модель у = 12,4666 x +  более достоверно описывает зависимость между наблюдаемыми величинами. Поэтому для прогноза следует использовать данные, находящиеся в ячейках В12:В14.

Объем реализации

(экспоненциальная модель)

Объем реализации

(линейная модель)

Вывод: получили навыки по прогнозированию и регрессионному анализу  в таблицах Excel.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82167. Нейросетевые технологии распознавания пиксельных изображений 578.33 KB
  Автоматическое (машинное) распознавание, описание, классификация и группирование образов – важные задачи в большом количестве инженерных и научных областей, таких как биология, физиология, медицина, маркетинг, компьютерное зрение, искусственный интеллект. Введем понятие образа.
82168. Отчет по работе участковой медицинской сестры МУЗ «Сарапульской детской городской больницы» 448 KB
  На территории обслуживания СДГБ проживает 11347 детей. Находиться 19 дошкольных учреждений; 14 школ в том числе: санаторная школа интернат для детей с бронхолегочными заболеваниями школа для слабослышащих детей специализированный детский сад для детей с заболеваниями глаз а так же Сарапульский детский...
82169. PR-ПОТЕНЦИАЛ ЛИТЕРАТУРНОГО ПРОЕКТА ДЖ.РОУЛИНГ «ГАРРИ ПОТТЕР» 601.5 KB
  На сегодня Гарри Поттер давно вышел за рамки литературы. Гарри Поттер – это целый культурный феномен и крупный элемент национального бренда Великобритании. Художественная литература как вид искусства являет собой целую коммуникативную площадку, и как такая коммуникативная площадка она обладает определенным PR-потенциалом.
82170. Использование информационных технологий в развитии самостоятельного туризма в России 2.19 MB
  Согласно Хартии туризма государствам следует: содействовать доступу туристов к общественному достоянию посещаемых мест применяя положения документов по упрощению формальностей выпущенных Организацией Объединённых Наций Международной организации гражданской авиации Международной морской...
82171. Особенности художественного мира Олега Митяева как барда и носителя городской культуры (опыт лингвокультурологического описания) 380 KB
  Актуальность темы определила цель работы, которая заключается в следующем: рассмотреть характер реализации фактов русской культуры в авторской песне и выявить черты ее языкового воплощения. Для достижения цели работы поставлены следующие задачи: во-первых, проследить этапы развития русской авторской песни...
82172. Изучение особенностей института наследования в Российском гражданском праве 1.29 MB
  Актуальность исследования. Институт наследования возник несколько тысячелетий назад с появлением частной собственности. Упоминание о наследовании можно найти в самых первых письменных источниках: глиняных табличках Шумера, египетских папирусах и др.
82173. Разграничение доведение до самоубийства от других смежных преступлений 161.76 KB
  Социальная обусловленность уголовной ответственности за доведение до самоубийства. История ответственности за доведение до самоубийства в российском уголовном законодательстве. Для более подробного изучения вопроса об ответственности за доведение до самоубийства необходимо обратиться к истории...
82174. Розробка ІС «Рецепты для домохозяек» 247 KB
  Основне завдання інформаційної системи управління полягає у підпорядкуванні всіх внутрішніх процесів головним цілям організації. Для цього необхідно скоординувати процеси, пов’язані з діяльністю організації таким чином, щоб вони максимально забезпечували виконання поставлених задач в єдиному інформаційному полі.
82175. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВНУТРИЦЕХОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 369.4 KB
  Выбор способа прокладки линий осветительной сети цеха В производственных участках групповые и распределительные линии прокладываются открыто по строительным конструкциям. Во вспомогательных помещениях осветительные линии прокладываются скрыто в трубах под слоем штукатурки и гофрированной пластмассовой...