趋势曲线模型预测法课件.ppt
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1、趋势曲线模型预测法趋势曲线模型预测法第1页,此课件共68页哦n应用趋势延伸法有两个假设前提:应用趋势延伸法有两个假设前提:n(1)决决定定过过去去预预测测目目标标发发展展的的因因素素,在在很很大程度上仍将决定其未来的发展;大程度上仍将决定其未来的发展;n(2)预预测测目目标标发发展展过过程程一一般般是是渐渐进进变变化化,而不是跳跃式变化。而不是跳跃式变化。第2页,此课件共68页哦常见的趋势线常见的趋势线直线直线指数曲线指数曲线二次曲线二次曲线三次曲线三次曲线修正指数曲线修正指数曲线龚柏兹曲线龚柏兹曲线第3页,此课件共68页哦第一节第一节直线模型预测法直线模型预测法n直线预测模型为:直线预测模型
2、为:n直线预测模型的特点,是一阶差分为一常数:直线预测模型的特点,是一阶差分为一常数:n一、最小平方法一、最小平方法n最小平方法就是使误差平方和最小平方法就是使误差平方和即即达到最小来估计达到最小来估计a和和b的方法。的方法。第4页,此课件共68页哦第5页,此课件共68页哦x 的编号的影响:对预测结果没有影响对斜率b没有影响对截距a有影响第6页,此课件共68页哦n如果时间序列有偶数项,则对称编号方式:如果时间序列有偶数项,则对称编号方式:,-5,-3,-1,1,3,5,n如果时间序列有奇数项,则对称编号方式:如果时间序列有奇数项,则对称编号方式:,-2,-1,0,1,2,第7页,此课件共68页
3、哦例例1某市某市19781986年化纤零售量如表所示,试年化纤零售量如表所示,试预测预测1987年化纤零售量。年化纤零售量。n某市化纤零售量及其一阶差分某市化纤零售量及其一阶差分 单位:万米单位:万米n解:解:1、选择预测模型、选择预测模型计算序列的一阶差分,列于表中,从计算结果可计算序列的一阶差分,列于表中,从计算结果可以看出,一阶差分大体接近。因此,可配合直线预以看出,一阶差分大体接近。因此,可配合直线预测模型来预测。测模型来预测。n2、建立直线预测模型、建立直线预测模型根据资料列表计算有关数据。根据资料列表计算有关数据。年份年份197819791980198119821983198419
4、851986零售量零售量265297333370405443474508541一阶差分一阶差分 3236373538313433第8页,此课件共68页哦某市化纤零售量直线预测模型最小平方法计算表某市化纤零售量直线预测模型最小平方法计算表年份年份t1978-4265-106016264.520.480.23041979-3297-8919299.39-2.395.71211980-2333-6664334.26-1.261.58761981-1370-3701369.130.870.75691982040500404.0011198314434431438.874.1317.0569198424
5、749484473.740.260.06761985350815249508.61-0.610.372119864541216416543.48-2.486.1504总和总和03636209260363632.934第9页,此课件共68页哦n所求直线预测模型为:所求直线预测模型为:n3、预测、预测n以以代入预测模型,则可预测代入预测模型,则可预测1987年化纤年化纤零售量为:零售量为:第10页,此课件共68页哦二、折扣最小平方法二、折扣最小平方法n折扣最小平方法就是对误差平方进行指数折扣折扣最小平方法就是对误差平方进行指数折扣加权后,使其总和达到最小的方法。加权后,使其总和达到最小的方法。n其
6、数学表达式为:其数学表达式为:n最近期的误差平方最近期的误差平方的权数为的权数为,最,最远期的误差平方的权数为远期的误差平方的权数为。第。第t期的误差期的误差平方的权数为平方的权数为。由于。由于是越来越小的权数,这说明对最近期的误差平是越来越小的权数,这说明对最近期的误差平方不打折扣,而对远期的误差平方,越远打的方不打折扣,而对远期的误差平方,越远打的折扣越大。所以称为折扣最小平方法。折扣越大。所以称为折扣最小平方法。第11页,此课件共68页哦n用折扣最小平方法来估计直线预测模型用折扣最小平方法来估计直线预测模型的参的参数数a、b,使,使对此对此式求偏导数,便得求参数式求偏导数,便得求参数a、
7、b估计值的标准估计值的标准方程组为:方程组为:第12页,此课件共68页哦例例2根据前面给出的某市化纤零售量的统计资料,根据前面给出的某市化纤零售量的统计资料,试用折扣最小平方法预测试用折扣最小平方法预测1987年化纤零售量。年化纤零售量。(=0.8)年份年份t零售量零售量n-t1978126580.167844.46744.4670.16780.1678265.791979229770.209762.2809124.5610.41940.8388300.391980333360.262187.2793261.8370.78632.3589334.991981437050.3277121.249
8、484.9961.31085.2432369.601982540540.4096165.888829.442.04810.24404.201983644330.512226.8161360.893.07218.432438.801984747420.64303.362123.524.4831.36473.411985850810.8406.43251.206.451.2508.0119869541015414869981542.61总计总计36364.32891958.7413349.9727.684200.8403637.8第13页,此课件共68页哦解:列表计算有关数据。将计算的结果代入公式
9、得:解:列表计算有关数据。将计算的结果代入公式得:解此方程组得:解此方程组得:所求直线预测模型为:所求直线预测模型为:将将各各年年的的t值值代代入入预预测测模模型型,可可得得各各年年的的追追溯溯预预测值测值 第14页,此课件共68页哦直线趋势延伸预测模型与运用平滑技术建立直线预直线趋势延伸预测模型与运用平滑技术建立直线预测模型进行预测的比较测模型进行预测的比较n相相同同点点:都都遵遵循循事事物物发发展展连连续续原原则则,预预测测目目标标时时间间序序列列资资料料呈呈现现有有单单位位时时间间增增(减减)量量大大体体相相同同的的长长期期趋趋势势变变动动为为适用条件。适用条件。n区别为:区别为:n()
10、预测模型的参数计算方法不同。()预测模型的参数计算方法不同。n()线性预测模型中的时间变量取值不同。()线性预测模型中的时间变量取值不同。n()模型适应市场的灵活性不同。()模型适应市场的灵活性不同。n()随时间推进,()随时间推进,建模型参数的简便建模型参数的简便性不同。性不同。n直直线线趋趋势势延延伸伸模模型型较较适适合合趋趋势势发发展展平平衡衡的的预预测测对对象象的的近近期期、中中期期预预测测;平平滑滑技技术术建建立立的的线线性性模模型型更更适适合趋势发展中有波动的预测目标的短期、近期预测。合趋势发展中有波动的预测目标的短期、近期预测。第15页,此课件共68页哦第二节第二节多项式曲线模型
11、预测法多项式曲线模型预测法n多项式曲线预测模型的一般形式为:多项式曲线预测模型的一般形式为:n二次抛物线预测模型为:二次抛物线预测模型为:n二次抛物线预测模型的特点是二阶差分为一二次抛物线预测模型的特点是二阶差分为一常数:常数:第16页,此课件共68页哦2、用三点法确定待定系数n 由于三个参数需三个方程估算,故将历史数据分解成三组:由于三个参数需三个方程估算,故将历史数据分解成三组:其原理:其理论值与实际值的离差代数和为零,即其原理:其理论值与实际值的离差代数和为零,即 第17页,此课件共68页哦n这三点选择方法是:这三点选择方法是:n1、当时间序列的总项数、当时间序列的总项数n15时,在序列
12、的首尾两端和正时,在序列的首尾两端和正中各取五项数据,求出三个加权平均数,权数由远及近分中各取五项数据,求出三个加权平均数,权数由远及近分别用别用1、2、3、4、5,用以加重近期信息在平均数中的比,用以加重近期信息在平均数中的比重。这三个加权平均数就作为二次抛物线上三个点的纵坐重。这三个加权平均数就作为二次抛物线上三个点的纵坐标。标。n2、若、若9n15时,则在序列初、中、近期各取三项求出三个时,则在序列初、中、近期各取三项求出三个加权平均数,权数由远及近分别用加权平均数,权数由远及近分别用1、2、3。n若为偶数,可删去最初的一个观察期数据第18页,此课件共68页哦n设初、中、近期三点的坐标为
13、设初、中、近期三点的坐标为 n又设又设n为数列总项数,且为奇数,则:正中项为数列总项数,且为奇数,则:正中项 n设各项观察值为设各项观察值为,五项加权平均时,三,五项加权平均时,三个加权平均数为:个加权平均数为:第19页,此课件共68页哦n这三点的横坐标也应取加权平均值,即:这三点的横坐标也应取加权平均值,即:n五项加权平均时,三点的坐标为:五项加权平均时,三点的坐标为:n三项加权平均时三点的坐标为:三项加权平均时三点的坐标为:第20页,此课件共68页哦二次抛物线预测模型的参数估计值二次抛物线预测模型的参数估计值二次抛物线预测模型为:二次抛物线预测模型为:求得的三点坐标必须满足这模型。因此求得
14、的三点坐标必须满足这模型。因此五项加权平均时有:五项加权平均时有:第21页,此课件共68页哦解方程组得解方程组得参数估计值为:参数估计值为:同理,三项加权平均时,同理,三项加权平均时,参数估计值为:参数估计值为:第22页,此课件共68页哦例例4某市某市19781986年某水产品收购量如表所示。试预测年某水产品收购量如表所示。试预测1987年某水产品收购量。年某水产品收购量。n某市某水产品收购量及其差分某市某水产品收购量及其差分 单位:万担单位:万担 年份年份197819791980198119821983198419851986收购量收购量54.564.176.492.3110.7132.21
15、56.8183.6214.0一阶差分一阶差分_9.612.315.918.421.524.626.830.4二阶差分二阶差分_2.73.62.53.13.12.23.6解解:1、选选择择预预测测模模型型。计计算算序序列列的的一一阶阶、二二阶阶差差分分,列列于于表表中中,从从计计算算结结果果可可看看出出,二二阶阶差差分分是是比比较较平平稳稳的的。因因此此,可可配配合合二二次抛物线预测模型来预测。次抛物线预测模型来预测。2、建立二次抛物线预测模型。列表计算有关数据、建立二次抛物线预测模型。列表计算有关数据。第23页,此课件共68页哦年份年份年次年次t收购量收购量yt权数权数w1978154.515
16、4.554.9620.213441979264.12128.264.7430.413451980376.43229.277.4361.073301981492.3192.393.0430.5520519825110.72221.4111.5630.7447719836132.23396.6132.9950.6320319847156.81156.8157.3410.2926819858183.62367.2184.6001.000019869214.03642214.7710.59444总计总计5.51616第24页,此课件共68页哦n根据上表资料计算得:根据上表资料计算得:n代入公式得:代入
17、公式得:第25页,此课件共68页哦n二次抛物线预测模型为:二次抛物线预测模型为:n将各年的将各年的t值代入预测模型,可得各年的追溯值代入预测模型,可得各年的追溯预测值预测值 第26页,此课件共68页哦n三次抛物线预测模型为:三次抛物线预测模型为:n三次抛物线预测模型的特点是三阶差分为一三次抛物线预测模型的特点是三阶差分为一常数:常数:第27页,此课件共68页哦参数估计参数估计n一、一、最小平方法最小平方法 n根据最小平方法的原理,可得标准方程组:根据最小平方法的原理,可得标准方程组:n为了简化计算,可选取时间序列为了简化计算,可选取时间序列的中点为时间原点,使的中点为时间原点,使,从而使上列方
18、程组简化为:,从而使上列方程组简化为:n由此可解得由此可解得a,b,c,d的估计值。的估计值。第28页,此课件共68页哦例例3某省某省19741986年机械手表销售量如下表所示。年机械手表销售量如下表所示。试预测试预测1987年手表销售量。年手表销售量。年份年份年次年次t销售量销售量1974-61036-2161296466561975-51125-125625156251976-41216-6425640961977-3149-27817291978-2154-816641979-1161-111198001600001981114111119822134816641983311927817
19、2919844131664256409619855142512562515625198661536216129646656总计总计017418204550134342第29页,此课件共68页哦-60360-21608.9201.1664-55275-137511.6920.4789-48192-76813.4962.2380-42126-37814.4980.2480-3060-12014.8630.0188-1616-1614.7581.542600014.34972.723514141413.8030.0388265210413.2850.0812339929712.9613.845652
20、20883212.9970.0000170356175013.5600.193690540324014.8160.03393422981420173.99912.60931第30页,此课件共68页哦n解解:1、选选择择预预测测模模型型。从从表表的的资资料料,可可以以看看出出机机械械手手表表销销售售量量是是呈呈现现先先上上升升,后后下下降降,再再上上升升的的发发展展趋趋势势,其其图图形形为为一一条条有有两两个个弯弯曲曲的的曲曲线,因此,可配合三次抛物线预测模型来预测。线,因此,可配合三次抛物线预测模型来预测。n2、建立三次抛物线预测模型。列表计算有关数、建立三次抛物线预测模型。列表计算有关数据。
21、将计算结果代入公式得:据。将计算结果代入公式得:n解此方程组得:解此方程组得:第31页,此课件共68页哦n所求三次抛物线预测模型为:所求三次抛物线预测模型为:n将各年的将各年的t值代入预测模型,可得各年的追溯预值代入预测模型,可得各年的追溯预测值测值。n3、预测、预测n又又=0.05,自由度,自由度nm=9时,查时,查t分布表得:分布表得:n以以t=7代代入入预预测测模模型型,可可得得1987年年手手表表销销售售量量的的预测值为:预测值为:第32页,此课件共68页哦n预测区间(简化式)为预测区间(简化式)为n即有即有95的把握预期的把握预期1987年该省机械手表销售量年该省机械手表销售量将在(
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