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输入计算

One row per line as x, y, f. Rows with frequency 0 or blank are ignored.

数学公式

数学公式: 频数加权曲线回归与估算计算器

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结果

估算值
7.628571
from frequency-weighted fit (5 active points)
系数 A 0.1428571429
系数 B 1.8714285714
系数 C 0
相关系数 r 0.9878988005
Correlation strength: 0.7 < |r| ≤ 1 strong; 0.4 < |r| < 0.7 moderate; 0.2 < |r| < 0.4 weak; 0 ≤ |r| < 0.2 none. C is non-zero only for the Quadratic model.

这个计算器能做什么

本工具可针对频数分布表中的数据点拟合回归曲线。每一行都是一个三元组 (x, y, f),其中 x 为自变量,y 为因变量,f 为频数(权重),表示该数据对出现的次数。你选定七种曲线形态之一后,计算器会执行频数加权最小二乘拟合,随后给出各项系数、相关系数以及估算值。它纯属数学计算,适用于任何场景,没有国家或地区限制。

七种回归模型

线性:\(y = A + Bx\)。对数:\(y = A + B\ln x\)。e 指数:\(y = A e^{Bx}\)。ab 指数:\(y = A B^{x}\)。幂函数:\(y = A x^{B}\)。反比:\(y = A + \frac{B}{x}\)。二次:\(y = A + Bx + Cx^{2}\)。除二次模型外,所有模型都会先通过适当变换(取对数或取倒数)线性化为 \(Y = a + bX\) 再进行拟合,随后把结果反变换还原成 \(A\) 与 \(B\)。二次模型则直接由加权正规方程组求解。

七个小型散点图面板,每个展示一种不同的拟合曲线形状
七种曲线模型:对散点进行线性、对数、指数、幂、反比和二次拟合。

使用方法

录入数据,每行一组,格式为 x, y, f。选择回归类型,再决定是要由给定的 x 估算 y,还是由给定的 y 反推 x,并填入已知数值。设定结果显示的有效数字位数。频数为 0 或留空的行会被忽略;需要 x 或 y 为正数的模型(对数、指数、幂函数)则要求填入有效数值。

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实例演算

数据 (x, y, f):(1,2,3)、(2,4,5)、(3,5,2)、(4,8,4)、(5,9,1)。以线性模型为例,加权求和得到 \(N=15\)、\(S_x=40\)、\(S_y=77\)、\(S_{xx}=130\)、\(S_{xy}=249\)。分母为 $$15 \times 130 - 40^{2} = 350$$因此 $$B = \frac{15 \times 249 - 40 \times 77}{350} = \frac{655}{350} = 1.8714$$ $$A = \frac{77 - 1.8714 \times 40}{15} = 0.1429$$相关系数 \(r\) 约为 \(0.9879\)(相关性强)。当 \(x=4\) 时估算 y 得到 $$0.1429 + 1.8714 \times 4 = 7.6286$$

散点图,点的大小按频率权重变化,并带有一条最佳拟合线
频率加权:较大的点权重更高,把拟合线拉向权重大的数据。

常见问题

频数起什么作用?它为每个观测值加权,因此 \(f=5\) 的数据对对拟合的影响是 \(f=1\) 数据对的五倍。

为什么 C 是 0?系数 \(C\) 只存在于二次模型中,其余六种模型里它始终为 0。

对于经过变换的模型,r 衡量的是什么?它是线性化后 \((X, Y)\) 变量的皮尔逊相关系数,因此 \(|r|=1\) 表示的是线性化形式的完美拟合,而非原始曲线的完美拟合。

最后更新: