Расчет ведется по формулам:
Заглавные буквы означают логарифмированные данные. Кроме того, в таблице рассчитываются вспомогательные показатели
Y, x2, xY, yr, (y-yr)2, (y-ys)2.
Рассчитаем значение коэффициентов корреляции и детерминации:
Таблица №4
Предполагаемая функция: y=a * b^x | ||||||||
№ | x | y | Y | x^2 | xY | yr | (y-yr)^2 | (y-ys)^2 |
1 | 1 | 1205 | 7,09 | 1 | 7,09 | 1215,17 | 99,68 | 2921,54 |
2 | 2 | 1314 | 7,18 | 4 | 14,36 | 1218,25 | 9129,26 | 2976,66 |
3 | 3 | 1282 | 7,16 | 9 | 21,47 | 1221,34 | 3619,29 | 495,45 |
4 | 4 | 1393 | 7,24 | 16 | 28,96 | 1224,43 | 28481,99 | 17944,95 |
5 | 5 | 1306 | 7,17 | 25 | 35,87 | 1227,54 | 6109,58 | 2158,42 |
6 | 6 | 1189 | 7,08 | 36 | 42,48 | 1230,65 | 1776,32 | 5004,32 |
7 | 7 | 896 | 6,80 | 49 | 47,59 | 1233,76 | 114017,26 | 131871,57 |
8 | 8 | 1025 | 6,93 | 64 | 55,46 | 1236,89 | 44728,17 | 54681,73 |
9 | 9 | 1050 | 6,96 | 81 | 62,61 | 1240,02 | 36223,31 | 43907,54 |
10 | 10 | 1310 | 7,18 | 100 | 71,78 | 1243,17 | 4480,16 | 2586,61 |
11 | 11 | 1470 | 7,29 | 121 | 80,23 | 1246,32 | 50213,74 | 44588,02 |
12 | 12 | 1468 | 7,29 | 144 | 87,50 | 1249,47 | 47841,28 | 43663,76 |
13 | 13 | 1366 | 7,22 | 169 | 93,85 | 1252,64 | 12828,00 | 11376,09 |
14 | 14 | 1107 | 7,01 | 196 | 98,13 | 1255,81 | 22204,87 | 23238,33 |
15 | 15 | 1246 | 7,13 | 225 | 106,91 | 1258,99 | 176,75 | 183,37 |
16 | 16 | 1351 | 7,21 | 256 | 115,34 | 1262,18 | 7923,73 | 8456,41 |
17 | 17 | 1324 | 7,19 | 289 | 122,20 | 1265,38 | 3447,73 | 4206,66 |
18 | 18 | 1235 | 7,12 | 324 | 128,14 | 1268,59 | 1128,20 | 587,64 |
19 | 19 | 1378 | 7,23 | 361 | 137,34 | 1271,80 | 11362,96 | 14198,81 |
20 | 20 | 1365 | 7,22 | 400 | 144,38 | 1275,03 | 8149,55 | 11248,46 |
21 | 21 | 1209 | 7,10 | 441 | 149,06 | 1278,26 | 4741,10 | 2484,15 |
22 | 22 | 1113 | 7,01 | 484 | 154,33 | 1281,49 | 28322,96 | 21328,05 |
23 | 23 | 1264 | 7,14 | 529 | 164,26 | 1284,74 | 438,53 | 20,78 |
24 | 24 | 1355 | 7,21 | 576 | 173,08 | 1288,00 | 4516,35 | 9208,08 |
Сумма | 300 | 30222 | 171 | 4900 | 2142 | 30030 | 451961 | 459337 |
Ср.ариф. | 12,5 | 1259,24 | 7,13174 | 204,167 | 89,268 | 1251,247303 | 18831,69832 | 19139,05747 |
B | 0,0025 | b | 1,00253 | R2 | 0,0161 | |||
A | 7,1001 | a | 1212,1 | r | 0,1267 |
Многочлен: в таблице №5 представлен расчет вспомогательных показателей x2, x3, x4, xy, x2*y, yr, (y-yr)2, (y-ys)2
Расчет коэффициентов уравнения a,b,с проведем, используя метод Гаусса-Жордана. Расчет проводим следующим образом:
Составим расширенную матрицу и преобразуем ее таким образом, чтобы на главной диагонали остались единицы, а остальные значения были равны 0, при этом крайний столбец даст значение коэффициентов.
В нашем случае система примет вид:
Составим расширенную матрицу из коэффициентов при неизвестных
1 | 12,50 | 204,167 | 1259,24 |
12,50 | 204,167 | 3750 | 15874,9 |
204,167 | 3750 | 73459,2 | 260516 |
Для того, чтобы в первом столбце получились нули, необходимо из первой строки вычесть вторую строку умноженную на 12,50, а из третьей строки вычесть первую строку умноженную на 204,167. При этом получим матрицу вида:
1 | 12,50 | 204,167 | 1259,24 |
0 | 47,9167 | 1197,92 | 134,421 |
0 | 1197,92 | 31775,1 | 3421,14 |
Для того, чтобы получить 1 во второй строке во втором столбце необходимо разделить 49,917 на 49,917. Для получения нулей в этом столбце нужно из первой строки вычесть вторую, умноженную на 12,50, а из третей строки вычесть вторую, умноженную на 1197,92. При этом получим матрицу вида:
1 | 0 | -108,333 | 1224,17 |
0 | 1 | 25 | 2,80532 |
0 | 0 | 1827,22 | 60,6037 |
Для того, чтобы в третьей строке третьем столбце получить 1 необходимо разделить 1827,22 на 1827,22. Для получения нулей в этом столбце нужно из первой строки вычесть третью, умноженную на – 108,333, а из второй строки вычесть третью, умноженную на 25. При этом получим матрицу вида:
1 | 0 | 0 | 1227,77 | a |
0 | 1 | 0 | 1,97614 | b |
0 | 0 | 1 | 0,3317 | c |
Последний столбец полученной матрицы выражает значение коэффициентов a,b,с.
Рассчитаем значение коэффициентов корреляции и детерминации:
Предполагаемая приближающая функция: y=a + b*x+c*x^2 | ||||||||||
№ | x | y | x^2 | x^3 | x^4 | xy | x^2 y | yr | (y-yr)^2 | (y-ys)^2 |
1 | 1 | 1205,19 | 1 | 1 | 1 | 1205,19 | 1205,19 | 1229,78 | 604,53 | 2921,54 |
2 | 2 | 1313,8 | 4 | 8 | 16 | 2627,6 | 5255,2 | 1231,85 | 6715,34 | 2976,66 |
3 | 3 | 1281,5 | 9 | 27 | 81 | 3844,5 | 11533,5 | 1233,99 | 2256,74 | 495,45 |
4 | 4 | 1393,2 | 16 | 64 | 256 | 5572,8 | 22291,2 | 1236,20 | 24648,02 | 17944,95 |
5 | 5 | 1305,7 | 25 | 125 | 625 | 6528,5 | 32642,5 | 1238,48 | 4518,83 | 2158,42 |
6 | 6 | 1188,5 | 36 | 216 | 1296 | 7131 | 42786 | 1240,82 | 2737,25 | 5004,32 |
7 | 7 | 896,1 | 49 | 343 | 2401 | 6272,7 | 43908,9 | 1243,23 | 120496,50 | 131871,57 |
8 | 8 | 1025,4 | 64 | 512 | 4096 | 8203,2 | 65625,6 | 1245,70 | 48531,96 | 54681,73 |
9 | 9 | 1049,7 | 81 | 729 | 6561 | 9447,3 | 85025,7 | 1248,24 | 39418,00 | 43907,54 |
10 | 10 | 1310,1 | 100 | 1000 | 10000 | 13101 | 131010 | 1250,85 | 3511,04 | 2586,61 |
11 | 11 | 1470,4 | 121 | 1331 | 14641 | 16174,4 | 177918,4 | 1253,52 | 47037,52 | 44588,02 |
12 | 12 | 1468,2 | 144 | 1728 | 20736 | 17618,4 | 211420,8 | 1256,26 | 44919,57 | 43663,76 |
13 | 13 | 1365,9 | 169 | 2197 | 28561 | 17756,7 | 230837,1 | 1259,06 | 11414,16 | 11376,09 |
14 | 14 | 1106,8 | 196 | 2744 | 38416 | 15495,2 | 216932,8 | 1261,93 | 24066,74 | 23238,33 |
15 | 15 | 1245,7 | 225 | 3375 | 50625 | 18685,5 | 280282,5 | 1264,87 | 367,59 | 183,37 |
16 | 16 | 1351,2 | 256 | 4096 | 65536 | 21619,2 | 345907,2 | 1267,88 | 6942,74 | 8456,41 |
17 | 17 | 1324,1 | 289 | 4913 | 83521 | 22509,7 | 382664,9 | 1270,95 | 2825,18 | 4206,66 |
18 | 18 | 1235 | 324 | 5832 | 104976 | 22230 | 400140 | 1274,08 | 1527,60 | 587,64 |
19 | 19 | 1378,4 | 361 | 6859 | 130321 | 26189,6 | 497602,4 | 1277,29 | 10223,66 | 14198,81 |
20 | 20 | 1365,3 | 400 | 8000 | 160000 | 27306 | 546120 | 1280,56 | 7181,29 | 11248,46 |
21 | 21 | 1209,4 | 441 | 9261 | 194481 | 25397,4 | 533345,4 | 1283,89 | 5549,28 | 2484,15 |
22 | 22 | 1113,2 | 484 | 10648 | 234256 | 24490,4 | 538788,8 | 1287,30 | 30309,36 | 21328,05 |
23 | 23 | 1263,8 | 529 | 12167 | 279841 | 29067,4 | 668550,2 | 1290,76 | 727,08 | 20,78 |
24 | 24 | 1355,2 | 576 | 13824 | 331776 | 32524,8 | 780595,2 | 1294,30 | 3708,87 | 9208,08 |
Сумма | 300 | 30221,8 | 4900 | 90000 | 1763020 | 380998,49 | 6252389,49 | 30221,79 | 450238,86 | 459337,38 |
Ср.ариф. | 12,5 | 1259,24 | 204,167 | 3750 | 73459,16667 | 15874,93708 | 260516,2288 | 1259,24125 | 18759,95256 | 19139,05747 |
1 | 12,5 | 204,167 | 1259,24 | R2 | 0,0198 | |||||
12,5 | 204,167 | 3750 | 15874,9 | r | 0,1407 | |||||
204,167 | 3750 | 73459,2 | 260516 | |||||||
1 | 12,5 | 204,167 | 1259,24 | |||||||
0 | 47,9167 | 1197,92 | 134,421 | 25 | 1297,901 | |||||
0 | 1197,92 | 31775,1 | 3421,14 | 26 | 1301,568 | |||||
27 | 1305,302 | |||||||||
1 | 0 | -108,333 | 1224,17 | 28 | 1309,103 | |||||
0 | 1 | 25 | 2,80532 | 29 | 1312,969 | |||||
0 | 0 | 1827,22 | 60,6037 | 30 | 1316,902 | |||||
Итого: | 7843,747 | |||||||||
1 | 0 | 0 | 1227,77 | a | ||||||
0 | 1 | 0 | 1,97614 | b | ||||||
0 | 0 | 1 | 0,03317 | c |
Таблица №5