Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

9618

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
25.11.2023
Размер:
2.95 Mб
Скачать

результативным признаком.

1.1 Методика планирования урожайности сельскохозяйственных культур

По многолетним данным статистических исследований, применяя производственные функции,

производится планирование урожайности сельскохозяйственных культур с использованием программы Microsoft Excel.

Алгоритм методики основан на применении корреляционно-регрессионного анализа, который необходим для того, чтобы при сложном взаимодействии посторонних влияний выяснить: какова бы была зависимость между результатом и факторами, если бы эти посторонние факторы не искажали основную зависимость. Это достижимо при большом числе наблюдений.

Рассмотрим следующие примеры.

На рисунке 1 представлена таблица с исходными данными, отражающими урожайность пшеницы в Российской Федерации в сельскохозяйственных организациях всех категорий в программе

Microsoft Excel, ц/га.

Рисунок 1 – Динамика урожайности пшеницы в Российской Федерации в сельскохозяйственных организациях всех категорий

Этапы расчета производственной функции в Microsoft Excel имеют следующий ряд команд:

Вставка – Гистограмма - Точечная - выделяются точки на графике - правая кнопка мыши - добавить линию тренда (выбираем класс построения линии тренда, показать уравнение на диаграмме, поместить на диаграмму величину достоверности аппроксимации).

По выполнению указанных команд на экране отображается итоговый график, который представлен на рисунке 2

121

Рисунок 2 – Результат расчета производственной функции На графике отображено уравнение производственной функции (зависимость урожайности

пшеницы от различных факторов) и величина R2=0,587.

Используя уравнение производственной функции, можно определить потенциальную урожайность пшеницы в зависимости от различных факторов производства.

Задание 1

Аналогичный алгоритм планирования урожайности рассмотрим по картофелю.

Втаблице 1 показаны статистические данные, отражающие динамику урожайности картофеля

вРоссийской Федерации (хозяйства всех категорий), ц/га.

Таблица 1 – Динамика урожайности картофеля в Российской Федерации (хозяйства всех категорий)

,ц/га.

с.х.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наименование

культуры

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Картофель,

ц/га

104

109

114

109

103

118

114

111

97

97

105

108

103

117

116

124

133

132

138

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнив аналогично этапы расчета производственной функции, представить итоговый график. На графике отобразить уравнение.

1.2 Корреляционно-регрессионный анализ

Причиной неоднозначности зависимости у=у(х), «неправильного» изменения урожайности в ряде

122

случаев является влияние на результативный показатель помимо качества земли множества других факторов. Это могут быть эродированность участков, экспозиция, длина и форма склонов, качество обработки почвы, микроклиматические условия и т.д. Однозначные функциональные зависимости у=у(х) являются идеализацией, математической абстракцией, а реальная связь прослеживается лишь в среднем, то есть является корреляционной и стохастической. Это значит, что изменения факторов и результативного показателя коррелированны, но при этом можно указать только тенденцию изменения у при изменении х1, х2 …., а не однозначную зависимость.

Латинское слово correlatio означает соотношение, соответствие. Метод корреляции нужен как раз для того, чтобы при сложном взаимодействии посторонних влияний выяснить, какова была бы зависимость между результатом и фактором, если бы эти посторонние факторы не искажали основную зависимость, что вполне достижимо при большом числе наблюдений.

Первая задача корреляционного анализа заключается в выявлении того, как изменяется в среднем результативный признак при изменении данного фактора, вторая – в определении степени влияния искажающих факторов.

С этой целью сначала находится уравнение связи, а затем определяется степень тесноты связи изучаемых переменных.

Функциональную зависимость естественно назвать сглаженным представлением зависимости результирующего показателя от производственных факторов:

y=f(x)

Примем следующие обозначения. Набор значений (уj , x1j ,…,xkj) ,будем называть j – наблюдением значений рассматриваемых случайных величин из генеральной совокупности. При этом, как правило,

верхний индекс (номер наблюдения) будем обозначать через j, общее число наблюдений – N; нижний индекс величин х (номер производственного фактора) – через i; общее число факторов – К. В случае парной зависимости (один производственный фактор К=1) нижний индекс не указывается. При таком понимании каждая строка таблицы 1 представляет результаты наблюдения за случайными величинами у (урожайность) и х (балльная оценка качества почвы.), т.е. в общем случае мы имеем дело с К факторами и N-выборкой, т.е. выборкой, включающей N наблюдений.

 

 

( 1 , 1, 1

, … , 1

, … , 1 )

 

 

 

1

2

 

 

N – выборка

 

2

, 2, 2

, … , 2

, … , 2

 

 

1

2

 

 

 

 

… … … … … … … … … … …

 

{

 

,

, , … , , … ,

 

 

1

2

 

 

Задание 2

Для 12 участков хозяйства имеются оценка качества земли и средняя урожайность озимой пшеницы (таблица 1). По этим данным нужно установить функциональную зависимость урожайности

123

(у) озимой пшеницы от балла оценки качества земли (х). Реальную статистическую зависимость результативного показателя (у) от производственного фактора (х) мы заменим функциональной связью:

у = f (а1, а2, х) = а1 + а2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а +

2

= ∑

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∑ +

2

∑( )2 = ∑( )

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{

=1

 

=1

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номера

Балл оценки

Урожайность пшеницы,

 

x2

 

x*y

у=f(x)

участков (j)

земли (хj)

 

ц с 1 га (уj)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

30

 

23,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

35

 

23,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

35

 

24,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

38

 

26,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

29

 

24,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

40

 

28,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

45

 

33,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

37

 

27,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

35

 

23,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

40

 

29,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

50

 

30,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

52

 

35,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этапы расчета параметров производственных функций в Exсel:

1.Выделяем х и у

2.Вставка

3.Диаграмма точечная

4.Выделяем точки

5.Добавить линию тренда

6.Линейная

7.Показать уравнение на диаграмме

Задание 3

В результате научных исследований плотности метрового слоя различных черноземов получены

124

следующие усредненные показатели:

1.Глубина слоя (см) – 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100.

2.Плотность почвы (г/см3) – 1,08;1,12;1,15;1,18;1,23;1,26;1,28;1,29;1,34;1,4.

Выявить уравнение линейной зависимости.

Задание 4

Найти зависимость потери времени смены на холостые повороты и заезды комбайна на уборке зерновых (у в %) от длины гона (х, км).

1.3 Метод Гаусса

Задание 5

В одном из почвенно-эрозионных районов выделено 20 хозяйств, находящихся в одинаковых природно-климатических условиях. По данным хозяйствам определены следующие показатели:

плотность поголовья коров на 100 га с.х. угодий – у, площадь кормовых угодий – х1 (в % к общей площади с.х угодий); стоимость животноводческих построек – х2 (тыс. руб на 100 га с.х угодий);

площадь смытых земель – х3 (в % к общей площади с.х угодий).

Определить линейную регрессионную зависимость у от факторов х1, х2, х3.

Расчет коэффициентов системы нормальных уравнений для задачи

 

 

Исходные данные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Площадь

Стоимость

Площадь

Поголовье

 

 

 

 

 

Номер

кормовых

построек,

смытых

коров на

S

 

х1х2

х1х3

х1у

 

 

 

 

 

хоз-ва

угодий, % к

ты сруб на

земель, % к

100 га сх

 

 

 

 

 

 

 

S сх угодий

100 га

S сх угодий

угодий

 

 

 

 

 

 

х1

х2

х3

у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

21.5

4.9

31.3

15.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

10.3

16.4

25.6

23.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

12.6

14.8

21.0

13.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

8.9

12.3

4.8

15.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

20.3

4.9

17.0

10.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

29.0

5.8

44.4

14.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

19.7

4.0

47.0

12.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

29.5

11.3

37.5

16.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

34.3

6.4

27.7

17.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

125

10

23.0

7.0

35.6

10.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

11.3

4.0

42.1

15.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

14.1

15.0

8.5

16.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

15.6

6.0

11.0

11.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

20.4

8.0

9.5

15.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

27.5

9.0

11.5

18.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

15.0

10.0

28.5

17.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

17.1

5.3

20.5

12.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

22.7

17.1

35.0

22.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

36.7

4.0

9.0

9.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

31.6

15.6

40.5

29.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∑/N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольные суммы:

= 1 + 2 + 3 +1 = 12 + 1 2 + 1 3 + 1

2 = 1 2 + 22 + 2 3 + 23 = 1 3 + 2 3 + 32 + 3

Должны выполняться условия (см. соотв. столбцы): 1 = 1; 2 = 2; 3 = 3

В каждом равенстве указанного вида числа слева и справа должны совпадать с точностью до

единицы последнего разряда при условии что расчеты вернутся при фиксированном числе значения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

Контроль

 

 

 

Контроль

 

 

Контроль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

хозяйства

 

 

 

x2x3

x2y

 

 

 

x3y

 

 

 

x1S

S1

x2S

S2

x3S

S3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

126

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

∑/N

Ведомость вычисления параметров уравнения регрессии для задачи

Раздел

i

ki1

ki2

ki3

ki4

ki5

ki6

∑i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прямой ход метода Гаусса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

1

1.00

21.06

9.09

25.40

15.85

72.40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

21.06

507.18

183.01

556.88

336.63

1604.76

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

9.09

183.01

102.82

226.17

159.05

680.14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

25.40

556.88

226.17

818.81

418.64

2045.90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

127

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обратный ход метода Гаусса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

a3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Структура первых 4 строк I раздела: 1-й столбец – номер раздела; 2-й - номер уравнения; 3-6-

й столбцы – коэффициенты при неизвестных системы, обозначаемые символами kij, i, j = 1,….,4; 7-й – правые части уравнений (обозначим их ki5); 8-й столбец – сумма ki6=5=1 ; 9-й столбец в первом разделе не заполняется.

5-я строка I раздела (заполняется начиная с 3-его столбца): 3-8 столбцы – числа В1 = 1 /11, j=1, …6; 9 столбец - 17 = ∑5=1 1 .

Проверка: числа В16 и В17 должны совпадать с точностью до единицы последнего разряда при условии, что расчеты ведутся при фиксированном числе знаков после запятой.

Первые 3 строки II раздела содержат коэффициенты преобразованной системы уравнений: из

первого уравнения неизвестная а0 выражается через другие неизвестные и подставляется в другие уравнения. Соответственно новые значения коэффициентов определяются по формулам (верхний индекс – номер раздела)

 

(2)

=

 

, i=2,3,4, j=2,…,6;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

= ∑5

 

(2), i=2,3,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

=2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверка: с указанной выше точностью должно выполняться равенство

(2)

=

(2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

7

Элементы последней строки раздела II:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

= (2)

/(2), j=2,…6;

(2)

= ∑5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

22

27

=2

1

 

 

 

Проверка осуществляется так же, как в разделе I. Следующие (III и IV) разделы таблицы заполняются по аналогичной схеме.

Обратный ход метода Гаусса осуществляется следующим образом.

Вносим в раздел V обозначения переменных (см табл 20); значения переменных заносим в 7-й

столбец, рассчитывая их по следующим формулам:

 

 

 

(4)

; 2 = 35(3) 34(3) 3;

3

=

 

45

 

(4)

 

 

 

 

 

 

44

 

1 = 25(2) 24(2) 3 23(2) 2; 0 = 15(1) 14(1) 3 13(1) 2 12(1) 1.

1.4 Множественная регрессия

128

Задание 6

 

 

 

 

 

 

Требуется

найти корреляционное уравнение по исходным данным, используя

регрессионный анализ в Excel. Исходные данные представлены в таблице 2

Таблица 2 – Исходные показатели по предприятиям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наименование

 

Урожайность,

 

Удельный показатель

 

№ п/п

Балл бонитета

Прибыль, руб/ц

кадастровой стоимости,

 

хозяйства

ц/га

 

 

 

 

руб/га

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Хозяйство-техникум

83

23,1

700

27400,0

 

им. Новикова

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Хозяйство

67

12,5

430

13800,0

 

Мотовиловский

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Хозяйство Дружба

74

13,0

450

15200,0

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Хозяйство

85

23,0

800

35500,0

 

Привольная жизнь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Хозяйство Ленинский

68

18,2

680

26600,0

 

 

 

 

 

 

 

 

6

Хозяйство им. Ленина

66

12,0

400

11800,0

 

 

 

 

 

 

 

 

7

Хозяйство

57

7,0

200

5600,0

 

Наумовский

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Хозяйство им. Кирова

85

20,0

750

31700,0

 

 

 

 

 

 

 

 

9

Хозяйство Мировой

95

26,2

920

44300,0

 

Октябрь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

Хозяйство

60

12,3

400

12100,0

 

Морозовский

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хозяйство Двигатель

 

 

 

 

 

11

Революции

55

7,0

180

3400,0

 

 

(Приозерье)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хозяйство им.

 

 

 

 

 

12

Горького

88

23,5

750

31600,0

 

 

(Шерстинский)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Хозяйство Память

65

16,0

650

23800,0

 

Ильича

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

Хозяйство Заря

90

24,0

830

36500,0

 

 

 

 

 

 

 

 

15

Хозяйство Красный

88

23,4

750

33900,0

 

Пахарь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

Хозяйство Ломовский

65

15,0

550

17100,0

 

 

 

 

 

 

 

 

17

Хозяйство

67

13,0

440

14300,0

 

Коваксинский

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

Хозяйство Борьба

86

23,0

720

30500,0

 

 

 

 

 

 

 

 

19

Хозяйство Новая

66

12,5

410

12500,0

 

жизнь (Успенское)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

Хозяйство

65

12,0

390

11500,0

 

Чернухинский

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

Хозяйство Шатовский

87

23,4

740

30900,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение Таблицы 2.2.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

129

 

 

 

 

 

 

22

Хозяйство Рассвет

60

12,0

350

10900,0

 

 

 

 

 

 

23

Хозяйство им.

91

25,0

900

37700,0

Чкалова

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результатирующим показателем У является удельный показатель кадастровой стоимости

(руб/га), влияющими факторами Х1, Х2, Х3 – балл бонитета, урожайность (ц/га) и прибыль (руб/ц),

соответственно.

Этапы расчета корреляционного уравнения в Microsoft Excel имеют следующий ряд команд:

Данные – Анализ данных – Регрессия; задаются входные интервалы X и Y выделением соответствующих столбцов в таблице исходных данных; параметры ввода – входной интервал

(выделяем несколько пустых строк и столбцов) - ОК.

Полученные результаты представить в таблице

Значения

Переменные

коэффициентов

Y-пересечение

Переменная X 1

Переменная X 2

Переменная X 3

Корреляционное уравнение будет иметь вид:

У = ……Х1+ ….Х2+…..Х3*+(-)……. .

Тема 2 Общая модель линейного программирования и ее применение

130

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]