第三题:
探究板英尺数与直径联系的函数模型
苗彦朋
(海南软件职业技术学院 06软件技术304班)
摘要:本文论述了木材的板英尺数与直径联系起来的函数的模型。通过两个不同的假设,每个假设生成一个模型。由两个模型的比较,探究两个模型的异同和效果。
关键词:模型假设 数据检验 板英尺数与直径模型
一.问题概述
木材切割者希望利用容易得到的测量数据来估计木材的板英尺数。他们测量树木腰高处的直径。构建一个将预测板英尺数与直径联系起来的函数的模型。
利用下列数据供检验之用。
x
17 19 20 23 25 28 32 38 39 41
y
19 25 32 57 71 113 123 252 259 294
变量x是以英寸计的美国黄松的直径,y是板英尺数除以10。
(a) 考虑两个不同的假设,每个假设生成一个模型。充分分析每个模型。
i. 假设所有的树木都是正圆柱而且高度大致相同
ii. 假设所有的树木都是正圆柱体而且其高度与直径成比例.
(b) 哪个模型看起来更好些?为什么?证明你的结论的正确性
二, 符号说明:
x: 黄松的直径;
r: 黄松的半径;
y: 板英尺数除以10;
v: 圆柱体的体积
h: 圆柱体的高度
k1~k6: 比例系数;
三.模型假设和建立
(1) 假设所有的树木都是正圆柱而且高度大致相同:
则 由体积公式可知:v∝r^2; 又因为 y ∝v;
所以 y=k1* r^2;
可建立模型:y=k1*r^2+k2*r+k;
(2) 假设所有的树木都是正圆柱体而且其高度与直径成比例:
则 h∝r; 由体积公式可知:v∝r^2; 又因为 y ∝v;
所以 y=k3* r^3;
可建立模型:y=k3*r^3+k4*r^2+k5*r+k6;
四,模型的求解
MATLAB程序:
假设(1)
假设(2)
r=[17 19 20 23 25 28 32 38 39 41]/2;
y=[19 25 32 57 71 113 123 252 259 294]*10;
xishu=polyfit(r,y,2);
y1=polyval(xishu,r);
plot(r,y,'o',r,y1,'r');
xishu
r=[17 19 20 23 25 28 32 38 39 41]/2;