隨著2008年夏季奧運會在中國的發生,我想起了我以前在高中田徑隊參加200米(1/2圈)和400米(1圈)賽事的時間。我不是那麼好,但我很喜歡。我在200米的最佳時間約為25秒(當前的世界紀錄是19.32秒),我在400米的最佳時間是 - 現在不笑 - 約58秒(目前的世界紀錄是43.18秒)。順便說一下,這兩個世界紀錄都由同一個人持有:邁克爾約翰遜。
考慮每個主要跑步事件,短跑和距離的世界紀錄。該國際田聯(國際體育聯合會)網站擁有所有數據。我將數據輸入JMP表,從100米到42,194.988米,這是一場馬拉鬆比賽。時間以秒記錄。數據也可以從中下載 JMP的文件交換 。

記錄可以建模/預測為距離的函數嗎?我製作了Seconds vs.的散點圖 使用JMP的米適合Y乘X. 平台:

對於較短的比賽,數據似乎很緊張。我採用秒和米的自然對數並重新繪製:

這種關係看起來非常線性,非常強大!讓我們使用簡單的線性回歸適合線命令:

RSquare是.999。我真的適合什麼型號?考慮以下功率模型:
秒= 一個 * ^米 b ,哪裡一個和 b 是參數。我拿雙方的日誌來獲得:
ln(秒)= ln( 一個 )+ b * LN(米)。
這是我上面適用的模型。秒和米之間的關係可以通過冪模型近似,但可以通過記錄來線性化。可以計算功率模型的參數。該 b 參數在上面給出為1.1065,並且一個參數是exp(-2.8081)= .060319。
所以,最終的預測模型是:
秒= .060319 *米^ 1.1065。
它預測得有多好?正如我們所示,RSquare非常強大。此外,對於每一行,我計算(實際預測)/實際的絕對值。平均結果是.036,意味著實際和預測之間的差異為3.6%。差異最大的是200米比賽,預測值為21.21。
現在到這個博客條目的標題,“世界紀錄是什麼?”選擇100到42,195之間的任何數字。我們用6731米。該模型預測當前的世界紀錄為1038.06秒。該模型非常適合,所以我們可能會很接近。但是,我們永遠不會知道,因為它不是真正的種族。
我可以直接在Seconds和Meters上使用這個模型適合特殊命令。它允許您在Y和X上指定轉換.RSquare和參數結果相同。
記下模型中的指數,即 b 參數,1.1065。因為它非常接近1,所以模型幾乎是線性的。簡單的直線是否會與功率模型一樣預測?線性模型表明每秒的米數(mps)對於每個距離都是相同的。從數據計算mps提供以下內容:

隨著距離的增加,mps明顯減少。我將線性模型擬合到數據中。它非常適合長距離比賽(穩定的mps),但它適用於短距離比賽(mps改變很多)。畢竟,我不知道有誰可以保持足夠長的衝刺速度超過400米。
如果你想知道,我也適合女性的記錄。但我留給你來獲取數據並自己嘗試。
喬納森加特林中寫道:
我不知道我以任何方式得出了力量模型。當我查看數據時,我看到在記錄秒和米的日誌後,這種關係是線性的。從以前的經驗來看,我知道這就是力量模型。它可能有另一個名字,這就是我所說的。
如果Y = aX ^ b,則取兩邊的對數等於
log(Y)= log(a)+ b * log(X)。
這只是一個簡單的線性回歸,其中log(Y)為響應,log(X)為預測變量,log(a)為截距,b為斜率。