MATLAB程序设计论文
——MATLAB在身高预测方面的应用
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MATLAB程序设计论文——MATLAB在身高预测方面的应用
内容摘要
时间过得真快，转眼间一个学期又过去了。这个学期通过学习MATLAB这门课，我收获很大。在老师的带领下，我对MATLAB这个计算机软件产生了较为浓厚的兴趣，同时也学到了许多理论知识与研究方法，让我对MATLAB也有了很深的认识和了解。课余时间我也大量查阅资料并自己学习了许多有关MATLAB的知识，了解了许多MATLAB在实际生活中的应用。
MATLAB作为一个计算机软件，有着十分广泛的应用。不仅可以在数学方面进行数值分析、矩阵计算、数据可视化、建模等等，在其他领域如工程、金融、管理、通讯等等都有很大的作用，比如进行工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等。
MATLAB很重要的一个功能是数据的预测，我选择了预测身高这个课题，它也比较贴近我们的生活，也很能体现MATLAB的预测功能。
关键词：MATLAB；身高预测；函数关系；拟合
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MATLAB程序设计论文——MATLAB在身高预测方面的应用
目录
一、背景 ............................................................................... 3 二、整体思路 ....................................................................... 3
（一）确定函数 .................................................................................................................... 3
1、理论基础 .................................................................................................................. 3 2、方法 .......................................................................................................................... 4 3、结果 .......................................................................................................................... 4 （二）预测身高 .................................................................................................................... 4
三、调查内容 ....................................................................... 4 四、数据整理 ....................................................................... 4 五、编程计算 ....................................................................... 4
（一）确定函数关系 ............................................................................................................ 4 （二）进行身高预测 ............................................................................................................ 6
六、研究结论 ....................................................................... 7 七、研究意义 ....................................................................... 7 八、总结感受 ....................................................................... 7
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MATLAB程序设计论文——MATLAB在身高预测方面的应用
一、 背景
身高是一个人的重要属性，随着社会的不断发展，很多人都开始意识到一个问题，就是身高在社会中的重要性越来越大了。虽然说人不可貌相，但是不可否认现实社会中拥有完美身高的人确实较其他人有一定的优势。在社会的每个角落，每个领域，都一定程度上受到身高的影响。同时，随着人们的审美观念越来越强，身高问题也将越来越重要。
我们知道，影响身高的因素是多方面的，比如遗传、心理、环境、生活条件等等。然而，根据查阅医学资料，一个人的身高很大程度上还是决定于遗传。这就表明孩子的身高很大程度上是父母的身高所决定的。我们通过实际生活经验来看，也确实如此。往往身高高的父母孩子也会高，矮的父母孩子也比较矮，当然也有特例。
每个人都想拥有一个完美的身高，同时也希望自己的后代也拥有完美的身高。然而，大多数人仅仅知道父母与孩子身高的大致关系，并不能预测出具体的身高值。因此，本文就预测身高方面浅谈自己的观点与方法。
二、 整体思路
通常人们往往是通过已知父母双方的身高，来预测孩子的身高。我将角度进行转化，想通过父母一方的身高以及他（她）想要的孩子的性别和身高，来预测他（她）的配偶的身高。这样使课题更加有新意，而且扩大了预测人群的范围。因为不论接受预测者是男性还是女性，是否有配偶，都可以进行预测。同时，也增加了接受预测人群的兴趣。尤其对于青年单身来说，这个预测可以给他寻找伴侣提供一定的指导。
（一） 确定父母与子女身高函数
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理论基础
要想预测身高，必须知道父母与孩子的具体的身高关系。根据查阅现有的医学资料，在理想情况下，即不考虑生长环境的情况下，孩子的身高与父母的身高是线性关系。而孩子的性别不同，这种关系也是不同的。
假设父亲身高为x，母亲身高为y，孩子身高为z，通常有z=ax+by，a、b为系数，确定a、b即可。这里针对孩子的不同性别，有两组a、b的值，分别求解，得出孩子不同性别的两个关系函数。
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2、 方法
要想确定a与b的值，我们就需要实际的数据。而仅仅通过个别人的数据来确定a和b的值是不可行的。因为我们确定父母与孩子身高的关系必须是较为准确具体的，必须剔除偶然因素的影响。根据统计学知识，采用抽样调查法进行。
3、 结果
通过调查的数据，运用matlab最小二乘拟合方法确定a与b的值，最终得出父母与孩子身高关系函数。
（二） 通过已知身高关系函数，预测身高
父母与孩子身高关系已知后，就能做预测了。这里预测可以有好多方式。可以根据父母的身高预测不同性别下孩子的身高，也可以根据父母一方的身高和孩子的性别与身高预测父母另一方的身高等等。
三、 调查内容
样本总体：100个人
指标：身高、性别、父母的身高 调查问卷：
1、 用于确定父母与孩子身高函数关系
您的身高：__________； 您的性别：___________； 您父亲的身高：___________；您母亲的身高：____________。 2、 用于预测身高
您的身高：___________； 您的性别：___________；
您想要孩子的性别：___________ ；您希望孩子的身高是：___________。
四、 数据整理
通过100个人的调查问卷，获得了100组数据。将数据整理后输入excel表格当中，用于之后的研究。
五、 编程计算
整个具体计算过程运用matlab软件来进行。
（一） 确定函数关系
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x1 = [175 172 170 175 174 162 163 173 165 175 165 165 180 172 170 175 170 185 172 181 170 168 170 174 177 175 185 174 176 179 176 171 170 163 178 172 170 171 172 172 170]; %x1代表男生父亲身高
y1 = [160 165 168 162 167 170 161 163 160 165 157 158 160 160 165 160 158 163 165 168 162 158 160 1 163 168 155 157 170 170 178 160 162 165 160 157 162 1 159 162 163]; %y1代表男生母亲身高
z1 = [175 172 178 180 174 174 163 184 168 170 172 165 178 171 175 177 170 170 180 178 174 171 172 185 166 193 175 175 175 183 183 169 175 176 182 173 176 174 176 176 173]; %z1代表男生本人身高
x2 = [170 175 170 175 170 180 179 168 170 170 163 178 172 175 178 171 175 175 175 175 182 180 170 172 176 174 172 160 175 175 178 175 168 182 180 178 170 178 182 172 170 175 184 170 170 168 170 170 1 179 172 178 178 170 172 169 175 170 170 170 165 180 172]; %x2代表女生父亲身高
y2 = [163 158 165 160 163 155 158 166 160 155 155 158 154 165 156 160 155 158 155 156 160 165 163 161 158 168 162 170 163 165 167 162 155 155 160 160 158 165 155 163 163 158 160 160 168 167 154 158 159 163 158 161 165 160 160 163 156 168 160 150 158 170 167]; %y2代表女生父亲身高
z2 = [168 1 158 170 163 163 160 158 1 157 150 160 162 169 163 160 160 163 160 157 170 160 163 165 163 1 162 160 165 160 175 165 158 159 168 160 160 156 159 168 158 158 172 155 168 170 158 167 167 176 167 163 159 158 156 161 162 163 158 152 166 172 172]; %z2代表女生本人身高
xy1 = [x1' y1']; %利用最小二乘法求出a、b
ans1 = xy1\\z1' %男生身高关系，ans1为2*1矩阵，第一行为a，第二行为b
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xy2 = [x2' y2']; %利用最小二乘法求出a、b
ans2 = xy2\\z2' %女生身高关系，ans2为2*1矩阵，第一行为a，第二行为b
运行程序，得 ans1 =
0.4319 0.6175 ans2 =
0.3884 0.5935 即：
男性与父母身高的函数关系是：z=0.4319*x+0.6175*y 女性与父母身高的函数关系是：z=0.3884*x+0.5935*y
（二） 预测身高
以预测伴侣升高为例，分四种情况 %男生想要男孩，预测女生身高 x11 = 180; z11 = 170;
y11 = solve('170 = 0.4319*180+0.6175*y11','y11') %男生想要女孩，预测女生身高 x21 = 160; z21 = 165;
y21 = solve('165 = 0.4319*160+0.6175*y21','y21') %女生想要男孩，预测男生身高 y12 = 170; z12 = 180;
x12 = solve('180 = 0.3884*x12+0.5935*170','x12') %女生想要女孩，预测男生身高
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y22 = 175; z22 = 160;
x22 = solve('160 = 0.3884*x22+0.5935*175','x22')
六、 研究结论
1、首先，通过matlab软件，编程将调查数据输入，通过最小二乘法拟合，得出了父母与孩子身高函数关系。 男性：z=0.4319*x+0.6175*y 女性：z=0.3884*x+0.5935*y
2、 通过分析函数，可以看出，孩子的身高与父母关系很大，而且母亲的身高较父亲的身高对孩子身高的决定性更大。 3、 男孩的身高受父母的影响程度较女孩的更大。
七、 研究意义
本文研究的课题可以说十分有实用性，贴近我们的生活，简单便捷，便于大部分人群使用。研究得出的父母与孩子身高关系的函数可以很清晰明了地展示出父母影响孩子身高的具体程度，使大多数不了解matlab的人也能够理解与运用。同时，在实际生活中也有很大意义。有了这个函数模型，人们可以对身高进行预测。尤其在预测伴侣身高方面也有很大独特性。单身青年可以根据自己想要的孩子的性别和希望孩子的身高值来找寻一个合适的伴侣。当然，这个模型不一定是十分精准的，也存在着误差与偶然性，寻找伴侣不能仅仅局限于这个模型，它只是提供一点指导性的建议，如若一个人预测过伴侣身高后就必须找这样身高的伴侣而影响了其他，这也就违背了此研究课题的初衷。身高固然重要，但不能由此决定一个人的内在价值。
研究预测身高的这个课题是matlab在预测方面的一个应用，体现了matlab的很强的实用性，它是很有价值的一个计算机软件，能够在生活的方方面面帮助我们。
八、 总结感受
首先我认为老师给我们布置这个作业非常有意义。学了一个学期的MATLAB课程，但只是一些理论知识，做这个作业才知道实际操作起来并不是十分容易。刚开始的时候无从下手，后来仔细看了书，回忆了老师给我们讲的要点知识，又
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MATLAB程序设计论文——MATLAB在身高预测方面的应用
查阅了一些资料，渐渐地有了思路。我先在纸上把论文提纲列出来，将需要用到的程序编好，然后按照提纲一步步地写。其间也遇到了许多问题，不过我没有气馁，耐心的查阅书籍或请教同学，最终完成了这份MATLAB程序设计论文。
通过做这份设计，我受益匪浅。在整个研究过程中，运用了课上所学的知识，比如函数、矩阵、拟合等等，不仅将所学知识得到巩固与强化，还开阔了视野，增长了知识，积累了许多经验和教训。同时我也学会了理论联系实际，充分锻炼了自己的动手和应用能力。总之，完成这份作品我很有成就感，感谢老师的栽培，我将继续努力学习并运用知识，提高自己的能力！
参考文献
[1] 姜衍猛《基于MATLAB的数据采集与分析系统的研究及设计》 《微计算机信息》 2012
年04期
[2] 伊马木·达吾提 《MATLAB在解函数和求导等方面的应用》 《数学学习与研究》2012
年08期
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