EXCEL在数学建模中的应用解析 - 图文(2)

2019-06-04 22:10

【作法】设变量的初始值为n?1;m?3;t?1;p?1,然后在循环中运算:n?n?1;

m?m?2;t?t?n;p?p?t;pi?p?2。 m【步骤】第一行的前四列依次输入:n、m、1、1,在第二行的前5列依次输入1、3、=A2/B2*C1、C2+D1、D2*2,在第三行的前2列依次输入A2+1、B2+2,然后从第一列开始把每一列的公式依次向下拖动,第5列的计算结果就是?的值,设置第5列的数值显示格式为小数点后15位。

可以看到从第46行开始,计算结果稳定在3.14159265358979,此结果精度已经达到

10?14,亦是本例能达到的最高精度.

〖注〗如果复制公式时,不希望参数改变,即某个参数是固定在某个单元格中的数,为此在公式中代表单元格数值的列标前加$,则不管公式被复制到什么位置上,列标固定不变,如果行号前加$,则公式被复制时,等号固定不变。

例7 某公司给员工发奖金,奖金一方面与销售额挂钩(按销售额的一定比例提成),另一方面还与其他指标挂钩(提成比例分为三等:一等1。5%,二等1%,三等0。5%),计算销售额为2000,3000,……,6000时三种等级的应发奖金数。

【步骤】如图,A3-A7是销售额,B2,C2,D2是3种等级的,B3-D7是计算出来的奖金数,其中B3-B7每个数字是A3-A7对应数字乘以C2的百分比,D3-D7每个数字是A3-A7对应数字乘以D2的百分比,在B3单元格内输入自定义计算公式=$A3*B$2,公式中$A的作用是不管公式复制到何处,均以A列为基数, $2的作用是奖金等级始终以第二行的百分比计算。B3的结果计算出来之后,只需把B3单元格右下角的黑点向下并且向右拖动到D7,则表内所有应发奖金数都能正确计算出来。

例8 连续得利问题。

设银行活期存款年利率为r,若某储户存10000元活期存款,那么满一年后,他可以得到利息10000r,本息合计10000(1+r)元,因为银行允许活期存款随便什么时候支取,如果储户满半年就结算一次,此时的本息合计为10000(1+r/2)元,把本息取出来后立即把本息一起再存活期,半年后再次结算,则全年的本息合计为10000(1+r/2)2元。因为

(1+r/2)2=1+ r + r2/4>1+r,发现每半年结算一次的获利经一年结算一次多。试计算每季度、每月、每半个月、每天结算一次并立即把本息再存活期情况下全年的获利。假如活期存款的利息可以按小时计,甚至是按分钟来结算,那么当储户连续不断地取款再存款,他能靠这种

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(二)Excel的数据分析功能

EXCEL提供了用作“数据分析”的统计分析包,内含方差分析、回归分析、协方差和相关系数、傅立叶分析等分析工具,使用这些分析工具,可大大提高工作效率和质量。

在默认安装时,EXCEL并不直接提供数据分析工具包,首次使用时需要进行安装,方法如下:

⑴ 点击工具→加载宏;

⑵ 在对话框中按照需要选择分析工具库、规划求解等项目,点击确定; ⑶ 如果需要,需原OFFICE安装光盘。

安装完成后,工具菜单中多出了数据分析子菜单,点击它,弹出对话框,显示各类分析工具。该工具包含有19个工具(与版本有关,大致相同),可分为5类,如下表。

表4 EXCEL的数据分析工具

基础分析 描述统计 直方图 排位 抽样分析

检验分析

相关,回归 协方差 相关系数 回归分析

方差分析 单因素 双因素

无重复双因素

其他 指数平滑 傅立叶分析 随机数发生器 移动平均

z检验

F检验 t检验

⒈ 描述统计

主要统计数据的平均值、中位数、标准差、方差等统计量。

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有关对话框的说明: ①输入区域

在此输入待分析数据区域的单元格引用。该引用必须由两个或两个以上按列或行排列的相邻数据区域组成。

②分组方式

若要指示输入区域中的数据是按行还是按列排列,请单击“逐行”或“逐列”。 ③标志位于第一行/标志位于第一列

如果输入区域的第一行中包含标志项,请选中“标志位于第一行”复选框。如果输入区域的第一列中包含标志项,请选中“标志位于第一列”复选框。如果输入区域没有标志项,该复选框将被清除,Microsoft Excel 将在输出表中生成适宜的数据标志。

④平均数置信度

如果需要在输出表的某一行中包含平均值的置信度,请选中此复选框。在右侧的框中,输入所要使用的置信度。例如,数值 95% 可用来计算在显著性水平为 5% 时的平均值置信度。

⑤第 K 大值

如果需要在输出表的某一行中包含每个数据区域中的第 k 个最大值,请选中此复选框。在右侧的框中,输入 k 的数字。如果输入 1,则该行将包含数据集中的最大值。

⑥第 K 小值

如果需要在输出表的某一行中包含每个数据区域的第 k 个最小值,请选中此复选框。在右侧的框中,输入 k 的数字。如果输入 1,则该行将包含数据集中的最小值。

⑦输出区域

在此输入对输出表左上角单元格的引用。此工具将为每个数据集产生两列信息。左边一列包含统计标志,右边一列包含统计值。根据所选择的“分组方式”选项,Microsoft Excel 将为输入区域中的每一行或每一列生成一个两列的统计表。

新工作表组

单击此选项可在当前工作簿中插入新工作表,并由新工作表的 A1 单元格开始粘贴计算结果。若要为新工作表命名,请在右侧的框中键入名称。

新工作簿

单击此选项可创建一新工作簿,并在新工作簿的新工作表中粘贴计算结果。

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⑧汇总统计

如果需要 Microsoft Excel 在输出表中为下列每个统计结果生成一个字段,请选中此复选框。这些统计结果有:平均值、标准误差(相对于平均值)、中值、众数、标准偏差、方差、峰值、偏斜度、极差(全距)、最小值、最大值、总和、总个数、最大值 (#)、最小值 (#) 和置信度。

⒉ 直方图

直方图是一大批数据的频率分布图,由它可以观察和分析数据的概率分布。画直方图的步骤如下:

⑴ 输入原始数据,进行描述分析,确定数据的最小值和最大值,把数据所在区域分成若干个小区间,确定分段点;例如在A列输入原始数据,在B列输入这些分段点数数据。

⑵ 点工具→数据分析→直方图,弹出直方图对话框

其中“输入区域”是指原始数据所在的区域,“接收区域”是指分段点所在列,如果空白不填,则EXCEL会自动在数据的最小值之间确定一组等间隔的分段点。若第一行是表头,则在“标志”上打“√”,输出选项中,可选输出区域(指定位置),也可选新工作表组,在“图表输出”上打“√”,累计百分率栏目可选也可不选,点“确定”。得到数据统计结果和直方图。

二、用 Excel 绘制图表

图表是一种直观有效的常用工具,通过图表,可以把大量的数据转换成各种格式的直观图形,便于用户快速地分析数据之间的对比、关联、变化趋势等相互关系。Excel 提供强大的图表绘制功能,可以非常简便地建立各种统计图表,如直方图、柱形图、散点图、饼图、条形图折线图等。对话框以向导的方式引导用户使用,既直观又方便.即使初次使用,也能很快掌握。

(一)创建图表的步骤

创建一个图表通常要 4 个主要步骤: 1.准备数据

数据是图表的依据,要创建图表必须先准备好数据.例如, 2004 年数学建模竞赛 A 题(奥运会临时超市网点设计)中的原始数据,经过统计得到如下图所示统计表。

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2.打开“图表向导”

从菜单选“插入”→“图表”,或者工具栏中的

按钮,即可启动“图表向导”,向导

中有“标准类型”和“自定义类型”两种类型供选择.

⑴ 标准类型.有柱形图、条形图、折线图、饼图、 XY 散点图、面积图、圆环图、雷达图、曲面图、气泡图、股价图、圆柱图、圆锥图和棱锥图共 14 类型,每种类型又包含若干个子类,每个子类均用图形表示,如下图所示.你可以选择合适的图表类别及子类,然后点击“下一步”。

⑵ 自定义类型.在图表向导中选择自定义类型,出现“内部”和“自定义”两种选择,若选“内部”则出现内置的 20 种图形类型供挑选:彩色堆积图、彩色折线图、带深度的柱形图、对数图、分裂的饼图、管状图、黑白饼图、黑白面积图、黑白折线图、黑白柱形图、蜡笔图、蓝色饼图、两轴线一柱图、两轴折线图、平滑直线图、线柱图、悬浮的条形图、圆锥图、柱状一面积图、自然条形图,如下图所示,选择合适的类型,点击“下一步”,出现“图表源数据”对话框.

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