Excel趋势线类型、方程式和公式

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Michael Brown

在本教程中,你将看到对Excel中所有趋势线选项的详细描述,以及何时使用它们。 你还将学习如何在图表中显示趋势线方程,并找到趋势线的斜率。

在Excel中添加趋势线是非常容易的。 唯一真正的挑战是选择最符合你所分析的数据类型的趋势线类型。 在本教程中,你会发现Excel中所有的趋势线选项的详细描述以及何时使用它们。 如果你正在寻找如何在Excel图表中插入趋势线,请查看上述链接的教程。

    Excel趋势线类型

    在Excel中添加趋势线时,你有6个不同的选项可供选择。 此外,Microsoft Excel允许在图表中显示趋势线方程和R-squared值。

    • 趋势线方程 是一个能找到最适合数据点的直线的公式。
    • R-squared值 衡量趋势线的可靠性--R2越接近于1,趋势线越适合数据。

    下面,你将看到对每种趋势线类型的简要描述,并附有图表实例。

    线性趋势线

    当图表中的数据点类似于一条直线时,线性趋势线最好用于线性数据集。 通常情况下,线性趋势线描述的是随着时间推移的连续上升或下降。

    例如,下面的线性趋势线显示了6个月内销售额的稳定增长。 而R2值为0.9855,表明估计的趋势线值与实际数据的拟合效果相当好。

    指数趋势线

    指数趋势线是一条弯曲的线,说明数据值以越来越快的速度上升或下降,因此线的一侧通常更弯曲。 这种趋势线类型经常被用于科学领域,例如,可视化人类人口增长或野生动物数量下降。

    请注意,对于包含零或负值的数据,不能创建指数趋势线。

    指数曲线的一个很好的例子是地球上整个野生老虎数量的衰减。

    对数趋势线

    对数最佳拟合线一般用于绘制快速增加或减少,然后趋于平稳的数据。 它可以包括正值和负值。

    对数趋势线的一个例子可能是通货膨胀率,它先是越来越高,但过了一段时间就稳定下来。

    多项式趋势线

    多项式曲线趋势线对于具有不止一次上升和下降的振荡值的大型数据集来说效果很好。

    一般来说,多项式是按照最大指数的程度来分类的。 多项式趋势线的程度也可以通过图形上的弯曲数量来确定。 通常,二次多项式趋势线有一个弯曲(山丘或山谷),三次多项式有1或2个弯曲,四次多项式有多达3个弯曲。

    当在Excel图表中添加一个多项式趋势线时,你可以通过在图表中键入相应的数字来指定度数。 秩序 上的方框。 格式趋势线 窗格,默认为2。

    例如,二次多项式的趋势在下图中很明显,该图显示了利润与产品上市年限之间的关系:开始时上升,中间达到高峰,接近尾声时下降。

    功率趋势线

    功率趋势线与指数曲线非常相似,只是它有一个更对称的弧线。 它通常用于绘制以一定速度增长的测量结果。

    权力趋势线不能被添加到包含零或负值的Excel图表中。

    作为一个例子,让我们画一条动力趋势线来可视化化学反应速率。 注意R-squared值为0.9918,这意味着我们的趋势线几乎完全适合数据。

    移动平均趋势线

    当你的图表中的数据点有很多起伏时,移动平均趋势线可以平滑数据值的极端波动,以更清楚地显示一个模式。 为此,Excel计算你指定的周期数的移动平均数(默认为2),并将这些平均值作为线中的点。 越高的 期间 值,线条就越平滑。

    一个很好的实际例子是使用移动平均趋势线来揭示股票价格的波动,否则就很难观察到。

    更多信息,请参见:如何在Excel图表中添加移动平均线趋势线。

    Excel趋势线方程式和公式

    本节介绍了Excel用于不同趋势线类型的公式。 你不需要手动建立这些公式,只需告诉Excel在图表中显示趋势线公式即可。

    此外,我们还将讨论寻找趋势线的斜率和其他系数的公式。 这些公式假设你有2组变量。 自变量x 因变量y 在你的工作表中,你可以使用这些公式来获得预测的数据。 y 的任何给定值的 x .

    为了保持一致性,我们将在所有的例子中使用相同的数据集,但数值略有不同。 然而,请记住,这只是为了演示。 在你真正的工作表中,你应该选择与你的数据类型相应的趋势线类型。

    重要提示!趋势线公式应该只用于 XY散点图 因为只有这个图表同时绘制了 x y 更多信息,请参见为什么Excel趋势线公式可能是错误的。

    线性趋势线的方程式和公式

    线性趋势线方程使用最小二乘法来寻求 坡度 拦截 系数,因此。

    y = bx + a

    在哪里?

    • b 是指 坡度 的趋势线。
    • a 是指 y-截距 的预期平均值,也就是 y 当所有 x 在图表中,它是趋势线穿过的点。 y 轴。

    对于线性回归,Microsoft Excel提供了特殊的函数来获得斜率和截距系数。

    趋势线的斜率

    b: =SLOPE(y,x)

    Y-截距

    a: =INTERCEPT(y,x)

    假设 x 范围是B2:B13和 y 范围是C2:C13,现实生活中的公式如下。

    =斜率(c2:c13, b2:b13)

    =intercept(c2:c13,b2:b13)

    通过使用LINEST函数,可以获得同样的结果,作为 阵列公式 为此,选择同一行中相邻的2个单元格,输入公式并按Ctrl + Shift + Enter键来完成。

    =LINEST(C2:C13,B2:B13)

    如下面的截图所示,公式返回的斜率和截距系数与图表中显示的线性趋势线方程的系数完全一致,只是后者被四舍五入到小数点后4位。

    指数趋势线的方程式和公式

    对于指数趋势线,Excel使用以下公式。

    y = aebx

    在哪里? a b 是计算的系数,e是数学常数e(自然对数的基数)。

    系数可以通过使用这些通用公式来计算。

    a: =EXP(INDEX(LINEST(LN(y), x), 1, 2))

    b: =INDEX(LINEST(LN(y), x), 1)

    对于我们的样本数据集,公式的形状如下。

    a: =exp(index(linest(ln(c2:c13), b2:b13), 1, 2))

    b: =index(linest(ln(c2:c13), b2:b13), 1)

    对数趋势线的方程式和公式

    下面是Excel中的对数趋势线方程。

    y = a*ln(x)+b

    在哪里? a b 是常数,并且 ln 是自然对数函数。

    要得到常数,可以使用这些通用公式,它们只在最后一个参数上有区别。

    a: =INDEX(LINEST(y, LN(x)), 1)

    b: =INDEX(LINEST(y, LN(x)), 1, 2)

    对于我们的样本数据集,我们使用这些数据。

    a: =index(linest(c2:c13, ln(b2:b13)), 1)

    b: =index(linest(c2:c13, ln(b2:b13)), 1, 2)

    多项式趋势线方程和公式

    为了算出多项式的趋势线,Excel使用了这个方程式。

    y = b 6 x6 + ... + b 2 x2 + b 1 x + a

    在哪里? b 1 ... b 6 a 是常数。

    根据你的多项式趋势线的程度,使用以下几组公式之一来获得常数。

    二次方(二阶)多项式趋势线

    公式:y = b 2 x2+ b 1 x + a

    b 2 : =INDEX(LINEST(y, x^{1,2}), 1)

    b 1 : =INDEX(LINEST(y, x^{1,2}), 1, 2)

    a: =INDEX(LINEST(y, x^{1,2}), 1, 3)

    立体(三阶)多项式趋势线

    公式:y = b 3 x3 + b 2 x2+ b 1 x + a

    b 3 : =INDEX(LINEST(y, x^{1,2,3}), 1)

    b 2 : =INDEX(LINEST(y, x^{1,2,3}), 1, 2)

    b 1 : =INDEX(LINEST(y, x^{1,2,3}), 1, 3)

    a: =INDEX(LINEST(y, x^{1,2,3}), 1, 4)

    高阶多项式趋势线的公式可以通过使用相同的模式建立。

    对于我们的数据集,二阶多项式趋势线的适用性更好,所以我们使用这些公式。

    b 2 : =index(linest(c2:c13, b2:b13^{1,2}), 1)

    b 1 : =index(linest(c2:c13, b2:b13^{1,2}), 1, 2)

    a: =index(linest(c2:c13, b2:b13^{1,2}), 1, 3)

    功率趋势线的方程式和公式

    Excel中的动力趋势线是根据这个简单的方程式绘制的。

    y = axb

    在哪里? a b 是常数,可以用这些公式计算。

    a: =EXP(INDEX(LINEST(LN(y), LN(x),), 1, 2))

    b: =INDEX(LINEST(LN(y), LN(x),), 1)

    在我们的案例中,以下公式非常有效。

    a: =exp(index(linest(ln(c2:c13), ln(b2:b13),), 1, 2))

    b: =index(linest(ln(c2:c13), ln(b2:b13),), 1)

    Excel趋势线方程出错--原因及解决方法

    如果你认为Excel绘制的趋势线不正确,或者图表中显示的趋势线公式有误,以下两点可能会让你明白一些情况。

    Excel趋势线方程仅在散点图中是正确的

    Excel趋势线公式只能用于XY(散点)图,因为只有在这种图表类型中,Y轴和X轴都被绘制成数值。

    在折线图、柱状图和条形图中,数字值只绘制在Y轴上。 无论轴上的标签是数字还是文本,X轴都由线性序列(1,2,3,...)表示。 当你在这些图表中制作趋势线时,Excel在趋势线公式中使用那些假定的X值。

    在Excel趋势线方程中,数字是四舍五入的。

    为了在图表中占据更少的空间,Excel在趋势线方程中显示非常少的有效数字。 从设计上看很不错,当你在方程中手动提供X值时,它大大降低了公式的准确性。

    一个简单的解决方法是在公式中显示更多的小数位。 另外,你可以通过使用与你的趋势线类型相对应的公式来计算系数,并格式化公式单元格,使其显示足够多的小数位。 为此,只需点击 增加小数 上的按钮。 首页 中的选项卡。 数量 组。

    这就是你如何在Excel中制作不同的趋势线类型,并得到它们的方程式。 感谢你的阅读,希望下周在我们的博客上看到你的身影!

    Michael Brown is a dedicated technology enthusiast with a passion for simplifying complex processes using software tools. With more than a decade of experience in the tech industry, he has honed his skills in Microsoft Excel and Outlook, as well as Google Sheets and Docs. Michael's blog is dedicated to sharing his knowledge and expertise with others, providing easy-to-follow tips and tutorials for improving productivity and efficiency. Whether you're a seasoned professional or a beginner, Michael's blog offers valuable insights and practical advice for getting the most out of these essential software tools.