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文檔簡介

2022年數學建模作業

作業要求

1.由于時間的緣由,同學們只需將題目做在word上,不需要做在ppt上。

2.具體的寫出模型或方法、程序、程序運行的重要結果,并做結果分析。

3.你做的答案將與全體同學共享。結業考試也是以你的答案為參考。假如由于

你的不仔細導致題目做錯。從而誤導了大家,你將負全部責任。切記要仔細做題。

假如你不會,那肯定要虛心向學霸們請教。

第一部分優化與掌握

2022-01靈敏度分析

某公司方案生產I、n兩種產品,每天生產條件如表,問:

(1)該公司應如何支配生產方案才能使總利潤最多?

(2)若產品I的利潤降至1.5百元/單位,而產品II的利潤增至2百元/單位,

最優生產方案有何變化?

(3)若產品I的利潤不變,則產品II的利潤在什么范圍內變化時,該公司的

最優生產方案將不發生變化?

(4)設施A和設施C每天力量不變,而設施B力量增加到32,問最優生產方

案如何變化?

每天可用

III

力量

設施A(h)0515

設施B(h)6224

設施C(h)115

利潤(百元)21

2022-02投資問題

某銀行經理方案用一筆資金進行有價證券的投資,可供購進的證券以及其信

用等級、到期年限、收益如下表所示。依據規定,市政證券的收益可以免稅,其

它證券的收益需按50%的稅率納稅。此外還有以下限制:①政府及代辦機構的證

券總共至少要購進400萬元;②所購證券的平均信用等級不超過1.49,信用等級

數字越小,信用程度越高;③所購證券的平均到期年限不超過3年;④不允許重

復投資。

(1)若該經理有1000萬元資金,應如何投資?

(2)假如能夠以2.75%的利率借到不超過100萬元資金,該經理應如何操作?

(3)在1000萬元資金狀況下,若證券A的稅前收益增加為4.5%,投資應否

轉變?若證券C的稅前收益削減為4.8%,投資應否轉變?

表證券信息

證券種類信用等級到期年限到期稅前收益(%)

A市政244.3

B代辦機構255.4

C政府I45.0

D政府134.4

E市政524.5

2022-03保姆聘用

一家保姆服務公司特地向顧主供應保姆服務。依據統計,下年的需求是:春

季6000工(1人做1天為1個工),夏季7500工,秋季5500工,冬季9000工。

公司新聘請的保姆必需經過5天的培訓才能上崗。每個保姆每季度工作(新保姆

包括培訓)65天。保姆從該公司而不是從雇主那里得到酬勞,每人每月工資800

元。春季開頭時公司擁有120名保姆,在每個季度結束時,將有15%的保姆自動

離職。

(1)假如公司不允許解雇保姆,請你為公司制定下一年的聘請方案;哪些季

度的增加不影響聘請方案?可以增加多少?

(2)假如公司允許解雇保姆,請你為公司制定下一年的聘請方案。

2022-04工序工作站支配

一條裝配線由一系列工作站組成,被裝配或制造的產品在裝配線上流淌的過

程中,每站都要完成一道或幾道工序,假定一共有六道工序,這些工序按先后次

序在各工作站上完成,關于這些工序有如下的數據:

工序所需時間(分)前驅工序

13無

25無

322

461,3

582

634

此外工藝流程特殊要求,在任一給定的工作站上,不管完成哪些工序,可用

的總時間不能超過10分鐘,如何將這些工序安排給各工作站,以使所需的工作

站數為最少?

2022-05生產支配

某工廠向用戶供應發動機,按合同規定,其交貨數量和日期是:第一季度

末交40臺,其次季末交60臺,第三季末交80臺。工廠的最大生產力量為每季

100臺,每季的生產費用是/(%)=50》+0.2/(元),其中x為該季生產發動機的

臺數,若工廠生產多余的發動機可移到下季向用戶交貨,這樣,工廠就需支付存

貯費,每臺發動機每季的存貯費為4元。問該廠每季應生產多少臺發動機,才能

既滿足交貨合同,又使工廠所花費的費用最少(假定第一季度開頭時發動機無存

貨)?

2022-06目標規劃

某計算機公司生產三種型號的筆記本電腦A,B,Co這三種筆記本電腦需

要在簡單的裝配線上生產,生產1臺A,B,C型號的筆記本電腦分別需要5,8,

12(h)公司裝配線正常的生產時間是每月1700ho公司營業部門估量A,B,C三

種筆記本電腦的利潤分別是每臺1000,1440,2520(元),而公司猜測這個月生

產的筆記本電腦能夠全部售出,公司經理考慮以下目標:

第一目標:充分采用正常的生產力量,避開開工不足;

其次目標:優先滿足老客戶的需求,A,B,C三種型號的電腦50,50,80(臺)

同時依據三種電腦的純利潤安排不同的權因子;

第三目標:限制裝配線的加班時間,不允許超過200h

第四目標:滿足各種型號電腦的銷售目標,A,B,C型號分別為100,120,100

(臺),再依據三種電腦的純利潤安排不同的權因子;

第五目標:裝配線的加班時間盡可能少。

請列出相應的目標規劃模型。并求解。

其次部分綜合評價與決策

2022-07模糊綜合評判

“晉升”的曾學模型,以高校教師晉升教授為例:因素集U={政治表現及工作

態度,教學水平,科研水平,外語水平};評判集:v={好,較好,一般,較差,

差};依據調研得到:以教學為主的老師,四個指標的權重Al=(0.2,0.5,0.1,0.2)

以科研為主的老師,四個指標的權重A2=(0.2,0.1,0.5,0.2)

請評價此老師是否能晉升為教授?假如能晉升,請指明是教學型教授還是科研型

教授。(推斷為“好”就可評上)

評“

因集好較好一般較差差

政治表現及工作態度42100

教學水平61000

科研水平00511

外語水平22111

2022-08主成分綜合評價

某市為全面分析機械類各企業的經濟效益,選擇了8個不同的利潤指標,14

個企業關于這8個指標的統計數據如下表,試進行主成分分析并將14個企業的

經濟效益進行排序。

企凈產值固定資產總產值銷售收入產品成本物耗利人均利流淌資金

業利潤率利潤率利潤率利潤率利潤率潤率潤率利潤率

140.424.77.26.18.38.72.44220.0

225.012.711.211.012.920.23.5429.1

313.23.33.94.34.45.50.5783.6

422.36.75.63.76.07.40.1767.3

534.311.87.17.18.08.91.72627.5

635.612.516.416.722.829.33.01726.6

722.07.89.910.212.617.60.84710.6

848.413.410.99.910.913.91.77217.8

940.619.119.819.029.739.62.44935.8

1024.88.09.88.911.916.20.78913.7

1112.59.74.24.24.66.50.8743.9

121.80.60.70.70.81.10.0561.0

1332.313.99.48.39.813.32.12617.1

1438.59.111.39.512.216.41.32711.6

2022-09層次分析法

你已經去過幾家主要的摩托車商店,基本確定將從三種車型中選購一種,你

選擇的標準主要有:價格、耗油量大小、舒適程度和外觀美觀狀況。經反復思索

比較,構造了它們之間的成對比較推斷矩陣。

1378

1/3155

1/71/513

1/81/51/31

三種車型(記為a,b,c)關于價格、耗油量、舒適程度和外表美觀狀況的成

對比較推斷矩陣為

(價格)(耗油最)

abcabc

a-123-a1/51/2'

b1/212b517

c1/31/21c1/71

(舒適程度)(外表)

abcabc

a-135a-11/53'

b1/314b517

c1/51/41c1/31/71

(1)依據上述矩陣可以看出四項標準在你心目中的比重是不同的,請按由

重到輕挨次將它們排出。

(2)哪輛車最廉價、哪輛車最省油、哪輛車最舒適、哪輛車最美麗?

(3)用層次分析法確定你對這三種車型的喜愛程度(用百分比表示)。

2022-10協方差分析

艾滋病是當前人類社會最嚴峻的瘟疫之一,從1981年發覺以來的20多年間,

它已經吞噬了近3000萬人的生命。

艾滋病的醫學全名為“獲得性免疫缺損綜合癥”,英文簡稱AIDS,它是由艾

滋病毒(醫學全名為“人體免疫缺損病毒”,英文簡稱HIV)引起的。這種病毒

破壞人的免疫系統,使人體丟失反抗各種疾病的力量,從而嚴峻危害人的生命。

人類免疫系統的CD4細胞在抵擋HIV的入侵中起著重要作用,當CD4被HIV感染

而裂解時,其數量會急劇削減,HIV將快速增加,導致AIDS發作。

艾滋病治療的目的,是盡量削減人體內HIV的數量,同時產生更多的CD4,

至少要有效地降低CD4削減的速度,以提高人體免疫力量。

迄今為止人類還沒有找到能根治AIDS的療法,目前的一些AIDS療法不僅對

人體有副作用,而且成本也很高。很多我國和醫療組織都在樂觀試驗、查找更好

的AIDS療法。

現在得到了美國艾滋病醫療試驗機構ACTG公布的兩組數據。ACTG320(見

附件1)是同時服用zidovudine(齊多夫定),lamivudine(拉美夫定)和indinavir

(荀地那韋)3種藥物的300多名病人每隔幾周測試的CD4和HIV的濃度(每毫

升血液里的數量)。193A(見附件2)是將1300多名病人隨機地分為4組,每組

按下述4種療法中的一種服藥,大約每隔8周測試的CD4濃度(這組數據缺HIV

濃度,它的測試成本很高)。4種療法的日用藥分別為:600mgzidovudine或400mg

didanosine(去羥基甘),這兩種藥按月輪換使用;600mgzidovudine加2.25

mgzalcitabine(扎西他濱);600mgzidovudine加400mgdidanosine;600

mgzidovudine加400mgdidanosine,再加400mgnevirapine(奈韋拉平)。

采用附件1的數據,評價4種療法的優劣(僅以CD4為標準)

第三部分分類與判別

2022-11模糊聚類

已知我們我國31個省農業生產條件的5大指標數據。

五大指標的數據

省份省份

XX“X4%Xx2“X4不

北京0.612.493.811.371.16湖北0.970.560.691.221.57

天津0.692.734,381.061.16湖南1.050.800.330.851.25

河去0.882.331.411.140.94廣東0.821.052.611.241.99

山西0.951.331.100.820.49廣西1.100.700.300.930.81

內蒙古1.210.650.680.470.18海南1.140.660.140.791.15

遼寧0.981.082.191.211.17重慶1.010.490.420.750.60

林1.180.700.801.080.52四川1.030.530.450.820.76

黑龍江1.190.540.630.520.36貴州1.180.380.170.560.24

上海0.500.875.941.402.96云南1.230.730.340.630.43

江蘇0.791.102.231.591.40西臧1.301.380.070.450.34

浙江0.731.572.270.902.03陜西1.080.680.811.060.27

安徽1.041.030.351.130.99甘肅1.070.810.670.640.33

福建0.920.921.161.622.29青海1.181.350.270.480.38

江西0.980.460.470.751.10寧夏1.131.170.871.080.18

山東0.971.731.041.412.09新疆1.280.771.480.880.45

河南1.091.350.611.200.90

(1)作聚類圖。并告知分5類時,每一類包含的省份名稱(列表顯示)。

(2)若分為3類,問相像水平(就是閾值)不能低于多少?

2022-12聚類分析

DNA是由A,T,C,G這4種堿基按肯定挨次排成的序列,長短不一,其

中堿基含量的百分比不同通常能揭示該序列的一些規律,試依據下表所給出的

20條DNA序列的堿基含量百分比對其20條DNA序列進行分類。

(注,計算式下面的數據需要轉置)

1234567891011121314151617181920

A3330304726393931232039362833324039322422

T151773212142121171555555755715129556262

C19182412261411182330531190927131619

G4446502047444041484511161413710151087

2022-13模糊模式識別

生物學家發覺DNA序列是由四種堿基A,T,C,G按肯定挨次排列而成,

其中既沒有“斷句”,也沒有標點符號,同時也發覺DNA序列的某些片段具有肯

定的規律性和結構。例如,在全序列中有一些是用于編碼蛋白質的序列片段,即

由這四個字符組成的64種不同的3字符串,其中大多數用于編碼構成蛋白質的

20種氨基酸。而在不用于編碼蛋白質的序列片段中,A和T的含量特殊多些。

由此人工制造兩類序列(A類編號為1?10;B類編號為11?20),現在問題是如

何找出比較滿足的方法來識別未知序列(編號為21?40),并判別他們各屬于哪

一類。數據見下面。

Art-model-data

l.aggcacggaaaaacgggaataacggaggaggacttggcacggcattacacggaggacgaggtaaaggaggcttgt

ctacggccggaagtgaagggggatatgaccgcttgg

2.cggaggacaaacgggatggcggtattggaggtggcggactgttcggggaattattcggtttaaacgggacaaggaag

gcggctggaacaaccggacggtggcagcaaagga

3.gggacggatacggattctggccacggacggaaaggaggacacggcggacatacacggcggcaacggacggaacg

gaggaaggagggcggcaatcggtacggaggcggcgga

4.atggataacggaaacaaaccagacaaacttcggtagaaatacagaagcttagatgcatatgttttttaaataaaatttgtatt

attatggtatcataaaaaaaggttgcga

5.cggctggcggacaacggactggcggattccaaaaacggaggaggcggacggaggctacaccaccgtttcggcgga

aaggcggagggctggcaggaggctcattacggggag

6.atggaaaattttcggaaaggcggcaggcaggaggcaaaggcggaaaggaaggaaacggcggatatttcggaagtgg

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7.atgggattattgaatggcggaggaagatccggaataaaatatggcggaaagaacttgttttcggaaatggaaaaaggac

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8.atggccgatcggcttaggctggaaggaacaaataggcggaattaaggaaggcgttctcgcttttcgacaaggaggcgg

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9.atggcggaaaaaggaaatgtttggcatcggcgggctccggcaactggaggttcggccatggaggcgaaaatcgtggg

cggcggcagcgctggccggagtttgaggagcgcg

lO.tggccgcggaggggcccgtcgggcgcggatttctacaagggcttcctgttaaggaggtggcatccaggcgtcgcac

gctcggcgcggcaggaggcacgcgggaaaaaacg

1l.gttagatttaacgttttttatggaatttatggaattataaatttaaaaatttatattttttaggtaagtaatccaacgtttttattactt

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13.gtattacaggcagaccttatttaggttattattattatttggattttttttttttttttttttaagttaaccgaattattttctttaaagac

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17.gtatgtctatttcacggaagaatgcaccactatatgatttgaaattatctatggctaaaaaccctcagtaaaatcaatcccta

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18.gttaattatttattccttacgggcaattaattatttattacggttttatttacaattttttttttttgtcctatagagaaattacttacaa

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19,gttacattatttattattatccgttatcgataattttttacctcttttttcgctgagtttttattcttactttttttcttctttatataggatc

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2O.gtatttaactctctttactttttttttcactctctacattttcatcttctaaaactgtttgatttaaacttttgtttctttaaggatttttttt

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21.tttagctcagtccagctagctagtttacaatttcgacaccagtttcgcaccatcttaaatttcgatccgtaccgtaatttagct

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25.gaccaaaggtgggctttagggacccgatgctttagtcgcagctggaccagttccccagggtattaggcaaaagctgac

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26.gatttactttagcatttttagctgacgttagcaagcattagctttagccaatttcgcatttgccagtttcgcagctcagttttaa

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27.ggattcggatttacccggggattggcggaacgggacctttaggtcgggacccattaggagtaaatgccaaaggacgc

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31.ttaaggacttaggctttagcagttactttagtttagttccaagctacgtttacgggaccagatgctagctagcaatttattatc

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32.gctaccgggcagtctttaacgtagctaccgtttagtttgggcccagccttgcggtgtttcggattaaattcgttgtcagtcg

ctcttgggtttagtcattcccaaaagg

33.cagttagctgaatcgtttagccatttgacgtaaacatgattttacgtacgtaaattttagccctgacgtttagctaggaattta

tgctgacgtagcgatcgactttagcac

34.cggttagggcaaaggttggatttcgacccagggggaaagcccgggacccgaacccagggctttagcgtaggctgac

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35.gcggaagggcgtaggtttgggatgcttagccgtaggctagctttcgacacgatcgattcgcaccacaggataaaagtt

aagggaccggtaagtcgcggtagcc

36.ctagctacgaacgctttaggcgcccccgggagtagtcgttaccgttagtatagcagtcgcagtcgcaattcgcaaaagt

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37.gggatgctgacgctggttagctttaggcttagcgtagctttagggccccagtctgcaggaaatgcccaaaggaggccc

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38.aacttttagggcatttccagttttacgggttattttcccagttaaactttgcaccattttacgtgttacgatttacgtataatttga

ccttattttggacactttagtttgggttac

39.ttagggccaagtcccgaggcaaggaattctgatccaagtccaatcacgtacagtccaagtcaccgtttgcagctaccgt

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agcttaccctggatttaacggccagttt

2022-14判別分析

觀測3名健康人和4名心肌梗塞病人心電圖的3項指標X],X2,X3所得觀測

值如下表,試判別心電圖3項指標為(400.72,49.46,2.25)的人屬于兩類中的

哪一類,并指出哪個指標在判別分析中占有最重要的地位。

類病人編號XIX2X3

1436.7049.592.32

健康人2290.6730.022.46

3352.5336.262.36

1510.4767.641.73

2510.4162.711.58

心肌梗塞病人

3470.3054.4.1.68

4364.1246.262.09

第四部分關聯分析

2022-15相關系數

本題選取了1990-2006年影響我們我國就業的13個指標的時間序列數據,

見表1以及表1(續)。

城鎮就業人數與各影響因素數據一覽表

城鎮就城鎮總投教育投出口貿城鎮可支通貨膨

年GDP總量

業人數資入易額配收入脹率

萬人億元億元億元億元元%

19901704118547.96767.2102.521510.21510.23.1

19911746520250.48542.5119.391700.61700.63.4

19921786123134.210317.8151.342026.62026.66.4

19931826226364.712093.1204.452577.42577.414.7

19941865329813.413868.4261.533496.23496.224.1

19951904033070.515643.7352.694283428317.1

19961992236380.417567.2430.294838.94838.98.3

19972078139762.719194.2529.215160.35160.32.8

19982161642877.422491.4615.565425.15425.1-0.8

5854.0

19992241246144.623732.0711.655854.02-1.4

2

20002315150035.226221.8823.37628062800.4

200123940107449.730001.2951.366859.66859.60.7

200224780117208.335488.81164.567702.87702.8-0.8

200325639128958.945811.71671.148472.28472.21.2

200426476141964.559028.22024.829421.69421.63.9

2209.19

200527331156775.375095.110493104931.8

9

2270.2311759.

200628310204556.193368.711759.51.5

75

2375.5513785.

20072935026651.01117464.513785.84.8

78

其中,指標GDP總量、城鎮總投資、教育投入(以教育投入資金表示)、出口

貿易額、城鎮居民人均可支配收入、通貨膨脹率、消費指數、市場化程度(以人

均年社會消費品零售額表示)、城鎮化水平(以全國從事其次三產業人口占全國

人口比重表示)、全國人口總數和居民儲蓄總額的數據來源于1991-2007年的《中

國統計年鑒》,而指標利率和匯率來源于《世界經濟年鑒2022-2022》。城鎮就業

人數與各影響因素的數據如表1所示。

表(續)城鎮就業人數與各影響因素數據一覽表

年消費指數市場化程度城鎮化水平人口總數匯率利率居民儲蓄總額

份1990為100元/人%萬人萬人%億元

1990103.1699.7522.01114333478.321.85911.2

1991103.4812.9622.79115823478.321.89241.6

1992106.4938.2923.43117171478.323.1511759.4

1993114.71051.524.58118517478.323.1515203.5

1994124.11357.125.72119850478.323.1521518.8

1995117.11702.426.86121121835.11.9829662.3

1996108.32024.227.89122389831.421.7138520.8

1997102.82208.228.29123626828.981.4446279.8

199899.22336.728.42124761827.911.4453407.5

199998.62475.228.32125786827.830.9959621.8

2000100.42694.728.44126743827.840.9964332.4

2001100.72945.728.61127627827.70.9973762.4

200299.23184.928.72128453827.70.7286910.6

2003101.17355829.32129227827.70.72103617.3

2004103.9416330.72129988827.680.72119555.4

2005101.8515331.96130756819.170.72141051

2006101.45582833.35131448797.180.72161587.3

2007|104.8|6769|34.47|132129|760.4|0.72|172534.2

資料來源:利率和匯率來源于《世界經濟年鑒2022-2022》,其它指標來源于199L2022年

的《中國統計年鑒》。

請指出哪些因素與城鎮就業人數有較強的相關性?用簡潔相關系數和斯皮

爾曼等級相關系數兩種方法進行計算,給出計算結果。

計算GDP總量、城鎮總投資、教育投入、出口貿易額、城鎮可支配收入之間

的偏相關系數(只關注這幾個變量,其他變量不容考慮)。

2022-16通徑分析

連續運用作業題2022T5的數據。請將城鎮失業人數對GDP總量、城鎮總

投資、教育投入、出口貿易額、城鎮可支配收入、通貨膨脹率進行通徑分析。

2022-17因子分析

有10例患者的4項肝功能指標的觀測數據如下表,試作這4項指標的因子

分析并對病人進行病情分析。

患者轉氨酶量肝大指數硫酸鋅濁度胎甲球

1402.0520

2101.5530

31203.01350

42504.5180

51203.5950

6101.51250

7401.01940

82704.01360

91703.0960

101302.03050

2022-18典型相關分析

棉花紅鈴蟲第一代發蛾高峰日yl(元月1日到發蛾高峰日的天數)、第一代

累計百株卵量y2、發蛾高峰日百株卵量y3及2月下旬到3月中旬的平均氣溫xl、

1月下旬到3月上旬的日照小時累計數的常用對數x2的10組觀測數據如下表,

試作氣象指標與蟲情指標間的典型相關分析。

樣本點X1X2y1y2y3

19.22.0118646.314.3

29.12.216930.714.0

38.62.3171144.669.3

410.22.217169.222.7

55.62.118116.07.3

66.12.21742.71.3

78.22.117226.37.9

88.81.9186247.185.2

99.72.117653.625.3

1010.32.216162.729.3

2022-19灰色關聯分析

下表給出了城鎮失業人數與GDP總量、城鎮總投資、教育投入、出口貿易額、

城鎮可支配收入、通貨膨脹率的數據,請將城鎮失業人數對GDP總量、城鎮總投

資、教育投入、出口貿易額、城鎮可支配收入、通貨膨脹率進行灰色關聯分析。

城鎮就業人數與各影響因素數據一覽表

城鎮就城鎮總投教育投出口貿城鎮可支通貨膨

年GDP總量

業人數資入易額配收入脹率

萬人億元億元億元億元元%

19901704118547.96767.2102.521510.21510.23.1

19911746520250.48542.5119.391700.61700.63.4

19921786123134.210317.8151.342026.62026.66.4

19931826226364.712093.1204.452577.42577.414.7

19941865329813.413868.4261.533496.23496.224.1

19951904033070.515643.7352.694283428317.1

19961992236380.417567.2430.294838.94838.98.3

19972078139762.719194.2529.215160.35160.32.8

19982161642877.422491.4615.565425.15425.1-0.8

19992241246144.623732.0711.655854.05854.02-1.4

20002315150035.226221.8823.37628062800.4

200123940107449.730001.2951.366859.66859.60.7

200224780117208.335488.81164.567702.87702.8-0.8

200325639128958.945811.71671.148472.28472.21.2

200426476141964.559028.22024.829421.69421.63.9

200527331156775.375095.12209.1910493104931.8

200628310204556.193368.72270.231175911759.51.5

20072935026651.01117464.52375.551378513785.84.8

第五部分猜測預報

2022-20一元回歸猜測

以下是1994-2022年中國居民人均收入數據,請你選擇至少3個模型對其進

行擬合,并猜測2022年的居民人均收入。并比較你猜測結果的優劣性。

204.043240.378216.931282.998338.448370.311392.584

420.085448.376490.339545.960603.263681.981777.196

900.0131114.5511410.2921574.2901847.645

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