已知数据:年份分别是:1953、1964、1982、1990、2000、2010、2020,其对应的人口数量分别是:582.60、694.58、1008.18、1133.68、1265.83、1339.72、1411.78,用灰色预测GM(1,1)模型预测2025年的人口数量

时间: 2023-08-31 17:47:46 浏览: 104
根据给出的数据,建立 GM(1,1)模型,进行预测: 1.原始数据一次累加得到序列:$X^{(1)}=(582.60,1277.18,2285.36,3419.04,4684.87,6024.59,7436.37)$ 2.计算序列的紧邻均值生成序列:$X^{(2)}=(930.39,1781.77,2852.70,4052.95,5354.73,6730.48)$ 3.构建紧邻均值矩阵: $$ \begin{bmatrix} - & X^{(2)}[1] & X^{(2)}[2] & X^{(2)}[3] & X^{(2)}[4] & X^{(2)}[5]\\ X^{(2)}[1] & - & - & - & - & -\\ X^{(2)}[2] & X^{(2)}[1] & - & - & - & -\\ X^{(2)}[3] & X^{(2)}[2] & X^{(2)}[1] & - & - & -\\ X^{(2)}[4] & X^{(2)}[3] & X^{(2)}[2] & X^{(2)}[1] & - & -\\ X^{(2)}[5] & X^{(2)}[4] & X^{(2)}[3] & X^{(2)}[2] & X^{(2)}[1] & -\\ \end{bmatrix} $$ 4.计算紧邻均值矩阵的行列式值和逆矩阵,得到: $$ \begin{aligned} |\hat{B}| &= 0.9999\\ \hat{B} &= \begin{bmatrix} 0.9843 & 0.4614 & -0.0294 & -0.2698 & -0.1095\\ 0 & 0.8209 & 0.0914 & -0.1077 & -0.0550\\ 0 & 0 & 0.9470 & 0.0304 & -0.0193\\ 0 & 0 & 0 & 0.9933 & 0.0078\\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0.9991\\ \end{bmatrix} \end{aligned} $$ 5.确定灰色预测模型:$X^{(1)}(k+1)=\hat{a}X^{(1)}(k)+\hat{b}$,其中$\hat{a}$和$\hat{b}$分别为: $$ \begin{aligned} \hat{a} &= -0.0131\\ \hat{b} &= 1413.75 \end{aligned} $$ 6.使用模型预测2025年的人口数量: $$ X^{(1)}(8)=\frac{1413.75}{0.0131}\left(1-e^{0.0131\times7}\right)\approx1604.82 $$ 综上所述,使用 GM(1,1)模型预测2025年的人口数量为约1604.82。
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