高中数学选修12教案.docx
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1、第一章 统计案例1.1回来分析的根本思想及其初步应用(一)教学目的:(1).学问与技能:通过典型案例的探究,进一步理解回来分析的根本思想、方法及初步应用(2).过程与方法:理解回来分析的根本思想、方法及初步应用(3).情感,看法与价值观:充分利用图形的直观性,简捷奇妙的解题教学重点:理解线性回来模型与函数模型的差异,理解推断刻画模型拟合效果的方法相关指数和残差分析.教学难点:说明残差变量的含义,理解偏向平方和分解的思想.教学方法:讲解法,引导法教学过程:一、复习打算:1. 提问:“名师出高徒”这句彦语的意思是什么?出名气的教师就确定能教出厉害的学生吗?这两者之间是否有关?2. 复习:函数关系是
2、一种确定性关系,而相关关系是一种非确定性关系. 回来分析是对具有相关关系的两个变量进展统计分析的一种常用方法,其步骤:搜集数据作散点图求回来直线方程利用方程进展预报.二、讲授新课:1. 教学例题: 例1 从某高校中随机选取8名女高校生,其身高和体重数据如下表所示:编号12345678身高/cm165165 157 170 175 165 155 170体重/kg 48 57 50 54 64 61 43 59求根据一名女高校生的身高预报她的体重的回来方程,并预报一名身高为172cm的女高校生的体重. (分析思路教师演示学生整理)第一步:作散点图第二步:求回来方程第三步:代值计算 提问:身高为1
3、72cm的女高校生的体重确定是60.316kg吗?不确定,但一般可以认为她的体重在60.316kg左右. 说明线性回来模型与一次函数的不同事实上,视察上述散点图,我们可以发觉女高校生的体重和身高之间的关系并不能用一次函数来严格刻画(因为全部的样本点不共线,所以线性模型只能近似地刻画身高和体重的关系). 在数据表中身高为165cm的3名女高校生的体重分别为48kg、57kg和61kg,假如能用一次函数来描绘体重与身高的关系,那么身高为165cm的3名女在学生的体重应一样. 这就说明体重不仅受身高的影响还受其他因素的影响,把这种影响的结果(即残差变量或随机变量)引入到线性函数模型中,得到线性回来模
4、型,其中残差变量中包含体重不能由身高的线性函数说明的全部局部. 当残差变量恒等于0时,线性回来模型就变成一次函数模型.因此,一次函数模型是线性回来模型的特别形式,线性回来模型是一次函数模型的一般形式. 2. 相关系数:相关系数确实定值越接近于1,两个变量的线性相关关系越强,它们的散点图越接近一条直线,这时用线性回来模型拟合这组数据就越好,此时建立的线性回来模型是有意义.三,课堂练习1. 下列两个变量具有相关关系的是( )A. 正方体的体积与边长B. 人的身高与视力C.人的身高与体重 D.匀速直线运动中的位移与时间2. 在画两个变量的散点图时,下面哪个叙述是正确的( )A. 预报变量在x 轴上,
5、说明变量在 y 轴上 B. 说明变量在x 轴上,预报变量在 y 轴上C. 可以选择两个变量中随意一个变量在x 轴上 D. 可选择两个变量中随意一个变量在 y 轴上3. 回来直线必过( )A. B. C. D. 4.越接近于1,两个变量的线性相关关系 .5. 已知回来直线方程,则时,y的估计值为 四,总结求线性回来方程的步骤、线性回来模型与一次函数的不同.五:作业: 一台机器运用的时间较长,但还可以运用,它按不同的转速消费出来的某机械零件有一些会有缺点,每小时消费有缺点零件的多少,随机器的运转的速度而改变,下表为抽样试验的结果:转速x (转/秒)1614128有缺点零件数 y (件)11985(
6、1)画散点图;(2)求回来直线方程;(3)若实际消费中,允许每小时的产品中有缺点的零件最多为 10 个,那么机器的运转速度应限制在什么范围内?1.1回来分析的根本思想及其初步应用(二)教学目的:(1).学问与技能:通过探究使学生体会有些非线性模型通过变换可以转化为线性回来模型(2).过程与方法:理解在解决实际问题的过程中找寻更好的模型的方法,理解可用残差分析的方法,比拟两种模型的拟合效果.(3).情感,看法与价值观:充分利用图形的直观性,简捷奇妙的解题教学重点:理解评价回来效果的三个统计量:总偏向平方和、残差平方和、回来平方和.教学难点:理解评价回来效果的三个统计量:总偏向平方和、残差平方和、
7、回来平方和.教学方法:讲解法,引导法教学过程:一、复习打算:1由例1知,预报变量(体重)的值受说明变量(身高)或随机误差的影响. 2为了刻画预报变量(体重)的改变在多大程度上与说明变量(身高)有关?在多大程度上与随机误差有关?我们引入了评价回来效果的三个统计量:总偏向平方和、残差平方和、回来平方和.二、讲授新课:1. 教学总偏向平方和、残差平方和、回来平方和:(1)总偏向平方和:全部单个样本值与样本均值差的平方和,即.残差平方和:回来值与样本值差的平方和,即.回来平方和:相应回来值与样本均值差的平方和,即.(2)学习要领:留意、的区分;预报变量的改变程度可以分解为由说明变量引起的改变程度与残差
8、变量的改变程度之和,即;当总偏向平方和相对固定时,残差平方和越小,则回来平方和越大,此时模型的拟合效果越好;对于多个不同的模型,我们还可以引入相关指数来刻画回来的效果,它表示说明变量对预报变量改变的奉献率. 的值越大,说明残差平方和越小,也就是说模型拟合的效果越好.2. 教学例题:例2 关于与有如下数据:245683040605070为了对、两个变量进展统计分析,现有以下两种线性模型:,试比拟哪一个模型拟合的效果更好.分析:既可分别求出两种模型下的总偏向平方和、残差平方和、回来平方和,也可分别求出两种模型下的相关指数,然后再进展比拟,从而得出结论.(答案:,84.5%82%,所以甲选用的模型拟
9、合效果较好.)三,课堂练习1. 某产品的广告费用x与销售额y的统计数据如下表:广告费用x(万元)4235销售额y(万元)49263954根据上表可得回来方程x中的为9.4,据此模型预报广告费用为6万元时销售额为()A. 63.6万元 B. 65.5万元C. 67.7万元 D. 72.0万元2设两个变量x和y之间具有线性相关关系,它们的相关系数是r,y关于x的回来直线的斜率是b,纵轴上的截距是a,那么必有()Ab与r的符号一样 Ba与r的符号一样Cb与r的符号相反 D. a与r的符号相反3. 在一次抽样调查中测得样本的5个样本点数值如下表:x0.250.5124y1612521试建立y与x之间的
10、回来直线方程四,总结分清总偏向平方和、残差平方和、回来平方和,初步理解如何评价两个不同模型拟合效果的好坏.五:作业: 1.下列有关线性回来的说法,不正确的是()A变量取值确定时,因变量的取值带有确定随机性的两个变量之间的关系叫做相关关系B在平面直角坐标系中用描点的方法得到表示具有相关关系的两个量的一组数据的图形叫做散点图C线性回来方程最能代表具有线性相关关系的x,y之间的关系D任何一组观测值都能得到具有代表意义的线性回来方程2. 在建立两个变量 与 的回来模型中,分别选择了4个不同的模型,它们的相关指数 如下,其中拟合最好的模型是( )A.模型1的相关指数 为0.98 B.模型2的相关指数 为
11、0.80C.模型3的相关指数 为0.50 D.模型4的相关指数 为0.253. 为了探讨某种细菌随时间x改变,繁殖个数y的改变,搜集数据如下:时间x/天123456繁殖个数y612254995190(1)用时间作说明变量,繁殖个数作预报变量,作出这些数据的散点图;(2)求y与x之间的回来方程;(3)描绘说明变量与预报变量之间的关系,计算残差、相关指数R21.1回来分析的根本思想及其初步应用(三)教学目的:(1).学问与技能:理解常用函数的图象特点,选择不同的模型建模,体会有些非线性模型通过变换可以转化为线性回来模型。(2).过程与方法:通过典型案例的探究,进一步理解回来分析的根本思想、方法及初
12、步应用.(3).情感,看法与价值观:通过本节课的学习,使学生学会对数据的搜集,整理和分析.教学重点:通过探究使学生体会有些非线性模型通过变换可以转化为线性回来模型,理解在解决实际问题的过程中找寻更好的模型的方法.教学难点:理解常用函数的图象特点,选择不同的模型建模,并通过比拟相关指数对不同的模型进展比拟.教学方法:讲解法,引导法教学过程:一、复习打算:1. 给出例3:一只红铃虫的产卵数和温度有关,现搜集了7组观测数据列于下表中,试建立与之间的回来方程.温度21232527293235产卵数个711212466115325(学生描绘步骤,教师演示)2. 探讨:视察右图中的散点图,发觉样本点并没有
13、分布在某个带状区域内,即两个变量不呈线性相关关系,所以不能干脆用线性回来方程来建立两个变量之间的关系. 二、讲授新课:1. 探究非线性回来方程确实定: 假如散点图中的点分布在一个直线状带形区域,可以选线性回来模型来建模;假如散点图中的点分布在一个曲线状带形区域,就需选择非线性回来模型来建模. 根据已有的函数学问,可以发觉样本点分布在某一条指数函数曲线y=的四周(其中是待定的参数),故可用指数函数模型来拟合这两个变量. 在上式两边取对数,得,再令,则,而与间的关系如下:X21232527293235z1.9462.3983.0453.1784.1904.7455.784视察与的散点图,可以发觉变
14、换后样本点分布在一条直线的旁边,因此可以用线性回来方程来拟合. 利用计算器算得,与间的线性回来方程为,因此红铃虫的产卵数对温度的非线性回来方程为. 利用回来方程探究非线性回来问题,可按“作散点图建模确定方程”这三个步骤进展. 其关键在于如何通过适当的变换,将非线性回来问题转化成线性回来问题.三、稳固练习:为了探讨某种细菌随时间x改变,繁殖的个数,搜集数据如下:天数x/天 1 2 34 56繁殖个数y/个 6 12 25 49 95190(1)用天数作说明变量,繁殖个数作预报变量,作出这些数据的散点图;(2)试求出预报变量对说明变量的回来方程.(答案:所求非线性回来方程为.)四,课堂总结:用回来
15、方程探究非线性回来问题的方法、步骤.五,作业:1.1回来分析的根本思想及其初步应用(四)教学目的:(1).学问与技能:通过探究使学生体会有些非线性模型通过变换可以转化为线性回来模型(2).过程与方法:理解在解决实际问题的过程中找寻更好的模型的方法,理解可用残差分析的方法,比拟两种模型的拟合效果.(3).情感,看法与价值观: :通过本节课的学习,使学生学会对数据的搜集,整理和分析.教学重点:通过探究使学生体会有些非线性模型通过变换可以转化为线性回来模型,理解在解决实际问题的过程中找寻更好的模型的方法,理解可用残差分析的方法,比拟两种模型的拟合效果.教学难点:理解常用函数的图象特点,选择不同的模型
16、建模,并通过比拟相关指数对不同的模型进展比拟.教学过程:一、复习打算:1. 提问:在例3中,视察散点图,我们选择用指数函数模型来拟合红铃虫的产卵数和温度间的关系,还可用其它函数模型来拟合吗?2. 探讨:能用二次函数模型来拟合上述两个变量间的关系吗?(令,则,此时与间的关系如下:44152962572984110241225711212466115325视察与的散点图,可以发觉样本点并不分布在一条直线的四周,因此不宜用线性回来方程来拟合它,即不宜用二次曲线来拟合与之间的关系. )小结:也就是说,我们可以通过视察变换后的散点图来推断能否用此种模型来拟合. 事实上,除了视察散点图以外,我们也可先求出
17、函数模型,然后利用残差分析的方法来比拟模型的好坏.二、讲授新课:1. 教学残差分析: 残差:样本值与回来值的差叫残差,即. 残差分析:通过残差来推断模型拟合的效果,推断原始数据中是否存在可疑数据,这方面的分析工作称为残差分析. 残差图:以残差为横坐标,以样本编号,或身高数据,或体重估计值等为横坐标,作出的图形称为残差图. 视察残差图,假如残差点比拟匀称地落在程度的带状区域中,说明选用的模型比拟适宜,这样的带状区域的宽度越窄,模型拟合精度越高,回来方程的预报精度越高. 2. 例3中的残差分析:计算两种模型下的残差一般状况下,比拟两个模型的残差比拟困难(某些样本点上一个模型的残差确实定值比另一个模
18、型的小,而另一些样本点的状况则相反),故通过比拟两个模型的残差的平方和的大小来推断模型的拟合效果. 残差平方和越小的模型,拟合的效果越好.由于两种模型下的残差平方和分别为1450.673和15448.432,故选用指数函数模型的拟合效果远远优于选用二次函数模型. (当然,还可用相关指数刻画回来效果)三、稳固练习:1.一项探讨要确定是否可以根据施肥量预料作物的产量,这里的说明变量是(B )A、作物的产量 B、施肥量 C、试验者 D、降雨量或其他说明产量的变量2、下列说法正确的有 ( C )回来方程适用于一切样本和总体 回来方程一般都有时间性 样本取值的范围会影响回来方程的适用范围 回来方程得到的
19、预报值是预报变量的准确值A、 B、 C、 D、3、已知回来直线方程中斜率的估计值为1.23,样本点的中心(4 ,5),则回来直线方程为( A )A、 B、 C、 D、四,课堂总结:残差分析的步骤、作用五,作业:习题1.1 (一课时)教学目的学问目的:通过典型案例的探究,进一步理解回来分析的根本思想、方法及初步应用实力目的:;理解回来分析的根本思想、方法及初步应用。情感看法与价值观:学会用开展的目光看问题,相识到事物都是在不断的开展、进化的,会用联络的观点对待事物教学重点:理解线性回来模型与函数模型的差异,理解推断刻画模型拟合效果的方法相关指数和残差分析.教学难点:说明残差变量的含义,理解偏向平
20、方和分解的思想教学方法及学习方式:探讨式,指导学生的做题过程。教学过程1、(1)由表中数据制作的散点图如下: 从散点图中可以看出GDP值与年份近似呈线性关系. (2)用表示GDP值,表示年份. 根据截距和斜率的最小二乘计算公式,得, 从而得线性回来方程. 残差计算结果见下表.GDP值与年份线性拟合残差表年份19931994199519961997残差年份19981999200020012002残差 (3)2003年的GDP预报值为112976.360,根据国家统计局2004年的统计,2003年实际GDP值为117251.9,所以预报与实际相差. (4)上面建立的回来方程的,说明年份可以说明约9
21、7的GDP值改变,因此所建立的模型可以很好地刻画GDP和年份的关系.说明:关于2003年的GDP值的来源,不同的渠道可能会有所不同.2、说明:本题的结果与详细的数据有关,所以答案不唯一.3、由表中数据得散点图如下: 从散点图中可以看出,震级与大于或等于该震级的地震数之间不呈线性相关关系,随着的削减,所考察的地震数近似地以指数形式增长. 做变换,得到的数据如下表所示.33.23.43.63.844.24.44.64.854.4534.3094.1704.0293.8833.7413.5853.4313.2833.1322.9885.25.45.65.866.26.46.66.872.8732.7
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