2025年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)（基礎(chǔ)版）課時精講第9章　§9.3　成對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析（原卷版）

第第頁§9.3成對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析課標(biāo)要求1.了解樣本相關(guān)系數(shù)的統(tǒng)計含義.2.了解一元線性回歸模型和2×2列聯(lián)表，會運用這些方法解決簡單的實際問題.3.會利用統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析．知識梳理1．變量的相關(guān)關(guān)系(1)相關(guān)關(guān)系：兩個變量有關(guān)系，但又沒有確切到可由其中的一個去精確地決定另一個的程度，這種關(guān)系稱為相關(guān)關(guān)系．(2)相關(guān)關(guān)系的分類：正相關(guān)和負(fù)相關(guān)．(3)線性相關(guān)：一般地，如果兩個變量的取值呈現(xiàn)正相關(guān)或負(fù)相關(guān)，而且散點落在一條直線附近，我們就稱這兩個變量線性相關(guān)．2．樣本相關(guān)系數(shù)(1)r＝eq\f(\i\su(i＝1,n,)xi－\x\to(x)yi－\x\to(y),\r(\i\su(i＝1,n,)xi－\x\to(x)2)\r(\i\su(i＝1,n,)yi－\x\to(y)2)).(2)當(dāng)r>0時，稱成對樣本數(shù)據(jù)正相關(guān)；當(dāng)r<0時，稱成對樣本數(shù)據(jù)負(fù)相關(guān)．(3)|r|≤1；當(dāng)|r|越接近1時，成對樣本數(shù)據(jù)的線性相關(guān)程度越強；當(dāng)|r|越接近0時，成對樣本數(shù)據(jù)的線性相關(guān)程度越弱．3．一元線性回歸模型(1)我們將eq\o(y,\s\up6(^))＝eq\o(b,\s\up6(^))x＋eq\o(a,\s\up6(^))稱為Y關(guān)于x的經(jīng)驗回歸方程，其中eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(b,\s\up6(^))＝\f(\i\su(i＝1,n,)xi－\x\to(x)yi－\x\to(y),\i\su(i＝1,n,)xi－\x\to(x)2)，,\o(a,\s\up6(^))＝\x\to(y)－\o(b,\s\up6(^))\x\to(x).))(2)殘差：觀測值減去預(yù)測值稱為殘差．4．列聯(lián)表與獨立性檢驗(1)關(guān)于分類變量X和Y的抽樣數(shù)據(jù)的2×2列聯(lián)表：

XY合計Y＝0Y＝1X＝0aba＋bX＝1cdc＋d合計a＋cb＋dn＝a＋b＋c＋d(2)計算隨機變量χ2＝eq\f(nad－bc2,a＋bc＋da＋cb＋d)，利用χ2的取值推斷分類變量X和Y是否獨立的方法稱為χ2獨立性檢驗．常用結(jié)論1．經(jīng)驗回歸直線過點(eq\x\to(x)，eq\x\to(y))．2．求eq\o(b,\s\up6(^))時，常用公式eq\o(b,\s\up6(^))＝eq\f(\i\su(i＝1,n,x)iyi－n\x\to(x)\x\to(y),\i\su(i＝1,n,x)\o\al(2,i)－n\x\to(x)2).3．回歸分析和獨立性檢驗都是基于成對樣本觀測數(shù)據(jù)進行估計或推斷，得出的結(jié)論都可能犯錯誤．自主診斷1．判斷下列結(jié)論是否正確．(請在括號中打“√”或“×”)(1)散點圖是判斷兩個變量相關(guān)關(guān)系的一種重要方法和手段．()(2)經(jīng)驗回歸直線eq\o(y,\s\up6(^))＝eq\o(b,\s\up6(^))x＋eq\o(a,\s\up6(^))至少經(jīng)過點(x1，y1)，(x2，y2)，…，(xn，yn)中的一個點．()(3)樣本相關(guān)系數(shù)的絕對值越接近1，成對樣本數(shù)據(jù)的線性相關(guān)程度越強．()(4)若事件X，Y關(guān)系越密切，則由觀測數(shù)據(jù)計算得到的χ2的觀測值越小．()2．(多選)下列有關(guān)回歸分析的說法中正確的是()A．相關(guān)關(guān)系是一種確定性的關(guān)系B．經(jīng)驗回歸直線就是散點圖中經(jīng)過樣本數(shù)據(jù)點最多的那條直線C．當(dāng)樣本相關(guān)系數(shù)r>0時，兩個變量正相關(guān)D．兩個變量的線性相關(guān)性越弱，|r|越接近于03．已知變量x和y的統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表：x678910y3.54566.5若由表中數(shù)據(jù)得到經(jīng)驗回歸方程為eq\o(y,\s\up6(^))＝0.8x＋eq\o(a,\s\up6(^))，則當(dāng)x＝10時的殘差為________(注：觀測值減去預(yù)測值稱為殘差)．4．某高?！敖y(tǒng)計初步”課程的教師隨機調(diào)查了選該課的一些學(xué)生的情況，具體數(shù)據(jù)如表所示：性別主修專業(yè)合計非統(tǒng)計專業(yè)統(tǒng)計專業(yè)男131023女72027合計203050為了判斷主修專業(yè)是否與性別有關(guān)系，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，得到χ2＝eq\f(50×13×20－10×72,23×27×20×30)≈4.844，因為χ2>3.841，所以判定主修專業(yè)與性別有關(guān)系，那么這種判斷出錯的可能性________0.05(填“大于”或“小于”)．附：α0.10.050.010.001xα2.7063.8416.63510.828題型一成對數(shù)據(jù)的相關(guān)性例1(1)調(diào)查某種群花萼長度和花瓣長度，所得數(shù)據(jù)如圖所示，其中樣本相關(guān)系數(shù)r＝0.8245，則下列說法正確的是()A．花瓣長度和花萼長度沒有相關(guān)性B．花瓣長度和花萼長度呈負(fù)相關(guān)C．花瓣長度和花萼長度呈正相關(guān)D．若從樣本中抽取一部分，則這部分的樣本相關(guān)系數(shù)一定是0.8245(2)(多選)某服裝生產(chǎn)商為了解青少年的身高和體重的關(guān)系，在15歲的男生中隨機抽測了10人的身高和體重，數(shù)據(jù)如表所示：編號12345678910身高/cm165168170172173174175177179182體重/kg55896165677075757880由表中數(shù)據(jù)制作成如圖所示的散點圖，由最小二乘法計算得到經(jīng)驗回歸直線l1的方程為eq\o(y,\s\up6(^))＝eq\o(b,\s\up6(^))1x＋eq\o(a,\s\up6(^))1，樣本相關(guān)系數(shù)為r1，決定系數(shù)為Req\o\al(2,1)；經(jīng)過殘差分析確定(168,89)為離群點(對應(yīng)殘差過大)，把它去掉后，再用剩下的9對數(shù)據(jù)計算得到經(jīng)驗回歸直線l2的方程為eq\o(y,\s\up6(^))＝eq\o(b,\s\up6(^))2x＋eq\o(a,\s\up6(^))2，樣本相關(guān)系數(shù)為r2，決定系數(shù)為Req\o\al(2,2).則以下結(jié)論中正確的有()A.eq\o(a,\s\up6(^))1>eq\o(a,\s\up6(^))2B.eq\o(b,\s\up6(^))1>eq\o(b,\s\up6(^))2C．r1<r2D．Req\o\al(2,1)>Req\o\al(2,2)跟蹤訓(xùn)練1(1)已知兩個變量x和y之間有線性相關(guān)關(guān)系，經(jīng)調(diào)查得到樣本數(shù)據(jù)如表所示：x34567y3.52.41.1－0.2－1.3根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)求得經(jīng)驗回歸方程為eq\o(y,\s\up6(^))＝eq\o(b,\s\up6(^))x＋eq\o(a,\s\up6(^))，則下列說法中正確的是()A.eq\o(a,\s\up6(^))>0，eq\o(b,\s\up6(^))>0 B.eq\o(a,\s\up6(^))>0，eq\o(b,\s\up6(^))<0C.eq\o(a,\s\up6(^))<0，eq\o(b,\s\up6(^))>0 D.eq\o(a,\s\up6(^))<0，eq\o(b,\s\up6(^))<0(2)已知相關(guān)變量x和y的散點圖如圖所示，若用y＝b1·ln(k1x)與y＝k2x＋b2擬合時的樣本相關(guān)系數(shù)分別為r1，r2則比較r1，r2的大小結(jié)果為()A．r1>r2 B．r1＝r2C．r1<r2 D．不確定題型二回歸模型命題點1一元線性回歸模型例2.2022年底以來，發(fā)放消費券在全國多個地區(qū)流行，此舉助力消費復(fù)蘇．記發(fā)放的消費券額度為x(百萬元)，帶動的消費為y(百萬元)．下表為某省隨機抽查的一些城市的數(shù)據(jù)：x33455668y1012131819212427(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，請用樣本相關(guān)系數(shù)說明y與x有很強的線性相關(guān)關(guān)系，并求出y關(guān)于x的經(jīng)驗回歸方程；(2)①若該省A城市在2023年8月份準(zhǔn)備發(fā)放一輪額度為10百萬元的消費券，利用(1)中求得的經(jīng)驗回歸方程，預(yù)計可以帶動多少消費？②當(dāng)實際值與估計值的差的絕對值與估計值的比值不超過10%時，認(rèn)為發(fā)放的該輪消費券助力消費復(fù)蘇是理想的．若該省A城市8月份發(fā)放額度為10百萬元的消費券后，經(jīng)過一個月的統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)實際帶動的消費為30百萬元，請問發(fā)放的該輪消費券助力消費復(fù)蘇是否理想？若不理想，請分析可能存在的原因．說明：對于經(jīng)驗回歸方程的樣本相關(guān)系數(shù)r，當(dāng)|r|>0.75時，兩個變量之間具有很強的線性相關(guān)關(guān)系．參考數(shù)據(jù)：eq\r(35)≈5.9.命題點2非線性回歸模型例3秋天的第一杯奶茶是一個網(wǎng)絡(luò)詞匯，最早出自四川達州一位當(dāng)?shù)孛窬冢窬谩扒锾斓牡谝槐滩琛表樌认乱幻?，由此而火爆全網(wǎng)．后來很多人開始在秋天里買一杯奶茶送給自己在意的人．某奶茶店主記錄了入秋后前7天每天售出的奶茶數(shù)量(單位：杯)如下：日期第一天第二天第三天第四天第五天第六天第七天日期代碼x1234567杯數(shù)y4152226293132(1)請根據(jù)以上數(shù)據(jù)，繪制散點圖，并根據(jù)散點圖判斷，y＝a＋bx與y＝c＋dlnx哪一個更適宜作為y關(guān)于x的回歸方程模型(給出判斷即可，不必說明理由)；(2)建立y關(guān)于x的經(jīng)驗回歸方程(結(jié)果保留1位小數(shù))，并根據(jù)建立的經(jīng)驗回歸方程，試預(yù)測要到哪一天售出的奶茶才能超過35杯？參考數(shù)據(jù)：eq\x\to(y)eq\x\to(u)eq\i\su(i＝1,7,x)iyieq\i\su(i＝1,7,u)iyieq\i\su(i＝1,7,u)eq\o\al(2,i)e2.122.71.2759235.113.28.2其中ui＝lnxi，eq\x\to(u)＝eq\f(1,7)eq\i\su(i＝1,7,u)i.參考公式：在經(jīng)驗回歸方程eq\o(y,\s\up6(^))＝eq\o(b,\s\up6(^))x＋eq\o(a,\s\up6(^))中，eq\o(b,\s\up6(^))＝eq\f(\i\su(i＝1,n,x)iyi－n\x\to(x)\x\to(y),\i\su(i＝1,n,x)\o\al(2,i)－n\x\to(x)2)，eq\o(a,\s\up6(^))＝eq\x\to(y)－eq\o(b,\s\up6(^))eq\x\to(x).跟蹤訓(xùn)練2小李準(zhǔn)備在某商場租一間商鋪開服裝店，為了解市場行情，在該商場調(diào)查了20家服裝店，統(tǒng)計得到了它們的面積x(單位：m2)和日均客流量y(單位：百人)的數(shù)據(jù)(xi，yi)(i＝1,2，…，20)，并計算得eq\i\su(i＝1,20,x)i＝2400，eq\i\su(i＝1,20,y)i＝210，eq\i\su(i＝1,20,)(xi－eq\x\to(x))2＝42000，eq\i\su(i＝1,20,)(xi－eq\x\to(x))(yi－eq\x\to(y))＝6300.(1)求y關(guān)于x的經(jīng)驗回歸方程；(2)已知服裝店每天的經(jīng)濟效益W＝keq\r(y)＋mx(k>0，m>0)，該商場現(xiàn)有60～150m2的商鋪出租，根據(jù)(1)的結(jié)果進行預(yù)測，要使單位面積的經(jīng)濟效益Z最高，小李應(yīng)該租多大面積的商鋪？附：經(jīng)驗回歸直線eq\o(y,\s\up6(^))＝eq\o(b,\s\up6(^))x＋eq\o(a,\s\up6(^))的斜率和截距的最小二乘估計分別為eq\o(b,\s\up6(^))＝eq\f(\i\su(i＝1,n,)xi－\x\to(x)yi－\x\to(y),\i\su(i＝1,n,)xi－\x\to(x)2)，eq\o(a,\s\up6(^))＝eq\x\to(y)－eq\o(b,\s\up6(^))eq\x\to(x).題型三列聯(lián)表與獨立性檢驗例4一項試驗旨在研究臭氧效應(yīng)，試驗方案如下：選40只小白鼠，隨機地將其中20只分配到試驗組，另外20只分配到對照組，試驗組的小白鼠飼養(yǎng)在高濃度臭氧環(huán)境，對照組的小白鼠飼養(yǎng)在正常環(huán)境，一段時間后統(tǒng)計每只小白鼠體重的增加量(單位：g)．試驗結(jié)果如下：對照組的小白鼠體重的增加量從小到大排序為15．218.820.221.322.523.225.826．527.530.132.634.334.835.635．635.836.237.340.543.2試驗組的小白鼠體重的增加量從小到大排序為7．89.211.412.413.215.516.518．018.819.219.820.221.622.823．623.925.128.232.336.5(1)計算試驗組的樣本平均數(shù)；(2)①求40只小白鼠體重的增加量的中位數(shù)m，再分別統(tǒng)計兩樣本中小于m與不小于m的數(shù)據(jù)的個數(shù)，完成如下列聯(lián)表：<m≥m對照組試驗組②根據(jù)①中的列聯(lián)表，依據(jù)小概率值α＝0.05的獨立性檢驗，能否認(rèn)為小白鼠在高濃度臭氧環(huán)境中與在正常環(huán)境中體重的增加量有差異？附：χ2＝eq\f(nad－bc2,a＋bc＋da＋cb＋d)，其中n＝a＋b＋c＋d.α0.10.050.01xα2.7063.8416.635跟蹤訓(xùn)練3由中央電視臺綜合頻道(CCTV－1)和唯眾傳媒聯(lián)合制作的《開講啦》是中國首檔青年電視公開課．每期節(jié)目由一位知名人士講述自己的故事，分享他們對于生活和生命的感悟，給予中國青年現(xiàn)實的討論和心靈的滋養(yǎng)，討論青年們的人生問題，同時也在討論青春中國的社會問題，受到了青年觀眾的喜愛．為了了解觀眾對節(jié)目的喜愛程度，電視臺隨機調(diào)查了A，B兩個地區(qū)的100名觀眾，得到如表所示的2×2列聯(lián)表．非常喜歡喜歡合計A3015B合計已知在被調(diào)查的100名觀眾中隨機抽取1名，該觀眾來自B地區(qū)且喜愛程度為“非常喜歡”的概率為0.35.(1)現(xiàn)從100名觀眾中根據(jù)喜愛程度用按比例分配的分層隨機抽樣的方法抽取20名進行問卷調(diào)查，則應(yīng)抽取喜愛程度為“非常喜歡”的A，B地區(qū)的人數(shù)各是多少？(2)完成上述表格，依據(jù)小概率值α＝0.05的獨立性檢驗，能否認(rèn)為觀眾的喜愛程度與所在地區(qū)有關(guān)？附：χ2＝eq\f(nad－bc2,a＋bc＋da＋cb＋d)，n＝a＋b＋c＋d.α0.050.010.001xα3.8416.63510.828課時精練一、單項選擇題1．為了解某大學(xué)的學(xué)生是否喜歡體育鍛煉，用簡單隨機抽樣方法在校園內(nèi)調(diào)查了120位學(xué)生，得到如下2×2列聯(lián)表：男女合計喜歡ab73不喜歡c25合計74則a－b－c等于()A．7B．8C．9D．102．在一組樣本數(shù)據(jù)(x1，y1)，(x2，y2)，…，(xn，yn)(n≥2，x1，x2，…，xn互不相等)的散點圖中，若所有樣本點(xi，yi)(i＝1,2，…，n)都在直線y＝eq\f(1,3)x－5上，則這組樣本數(shù)據(jù)的樣本相關(guān)系數(shù)為()A．－eq\f(1,3)B.eq\f(1,3)C．－1D．13．根據(jù)分類變量x與y的成對樣本數(shù)據(jù)，計算得到χ2＝6.147.依據(jù)小概率值α＝0.01的獨立性檢驗(x0.01＝6.635)，結(jié)論為()A．變量x與y不獨立B．變量x與y不獨立，這個結(jié)論犯錯誤的概率不超過0.01C．變量x與y獨立D．變量x與y獨立，這個結(jié)論犯錯誤的概率不超過0.014．通過隨機詢問某中學(xué)110名中學(xué)生是否愛好跳繩，得到列聯(lián)表如表所示：跳繩性別合計男女愛好402060不愛好203050合計6050110附：χ2＝eq\f(nad－bc2,a＋bc＋da＋cb＋d)，其中n＝a＋b＋c＋d.α0.10.050.010.0050.001xα2.7063.8416.6357.87910.828則以下結(jié)論正確的是()A．根據(jù)小概率值α＝0.001的獨立性檢驗，我們認(rèn)為愛好跳繩與性別無關(guān)B．根據(jù)小概率值α＝0.001的獨立性檢驗，我們認(rèn)為愛好跳繩與性別無關(guān)，這個結(jié)論犯錯誤的概率不超過0.001C．根據(jù)小概率值α＝0.01的獨立性檢驗，我們認(rèn)為愛好跳繩與性別無關(guān)D．在犯錯誤的概率不超過0.01的前提下，我們認(rèn)為愛好跳繩與性別無關(guān)5．某市物價局派人對5個商場某商品同一天的銷售量及其價格進行調(diào)查，得到該商品的售價x(元)和銷售量y(件)之間的一組數(shù)據(jù)如表所示：價格x(元)9095100105110銷售量y(件)1110865用最小二乘法求得y關(guān)于x的經(jīng)驗回歸方程是eq\o(y,\s\up6(^))＝－0.32x＋eq\o(a,\s\up6(^))，樣本相關(guān)系數(shù)r＝－0.9923，則下列說法不正確的是()A．變量x與y負(fù)相關(guān)且相關(guān)性很強B．eq\o(a,\s\up6(^))＝40C．當(dāng)x＝85時，y的估計值為15D．對應(yīng)點(105,6)的殘差為－0.46．設(shè)兩個相關(guān)變量x和y分別滿足下表：x12345y128816若相關(guān)變量x和y可擬合為非線性經(jīng)驗回歸方程eq\o(y,\s\up6(^))＝2bx＋a，則當(dāng)x＝6時，y的估計值為()附：對于一組數(shù)據(jù)(u1，v1)，(u2，v2)，…，(un，vn)，其經(jīng)驗回歸直線eq\o(v,\s\up6(^))＝eq\o(α,\s\up6(^))＋eq\o(β,\s\up6(^))u的斜率和截距的最小二乘估計公式分別為eq\o(β,\s\up6(^))＝eq\f(\i\su(i＝1,n,u)ivi－n\x\to(u)\x\to(v),\i\su(i＝1,n,u)\o\al(2,i)－n\x\to(u)2)，eq\o(a,\s\up6(^))＝eq\x\to(v)－eq\o(β,\s\up6(^))eq\x\to(u)；1.155≈2.A．33B．37C．65D．73二、多項選擇題7．為了有針對性地提高學(xué)生體育鍛煉的積極性，某中學(xué)需要了解性別因素是否對本校學(xué)生體育鍛煉的經(jīng)常性有影響，隨機抽取了300名學(xué)生，對他們是否經(jīng)常鍛煉的情況進行了調(diào)查，調(diào)查發(fā)現(xiàn)經(jīng)常鍛煉人數(shù)是不經(jīng)常鍛煉人數(shù)的2倍，繪制其等高堆積條形圖，如圖所示，則()附：χ2＝eq\f(nad－bc2,a＋bc＋da＋cb＋d)，其中n＝a＋b＋c＋d.α0.10.050.010.0050.001xα2.7063.8416.6357.87910.828A．參與調(diào)查的男生中經(jīng)常鍛煉的人數(shù)比不經(jīng)常鍛煉的人數(shù)多B．從參與調(diào)查的學(xué)生中任取一人，已知該學(xué)生為女生，則該學(xué)生經(jīng)常鍛煉的概率為eq\f(5,7)C．依據(jù)小概率值α＝0.1的獨立性檢驗，認(rèn)為性別因素影響學(xué)生體育鍛煉的經(jīng)常性，該推斷犯錯誤的概率不超過0.1D．假設(shè)調(diào)查人數(shù)為600人，經(jīng)常鍛煉人數(shù)與不經(jīng)常鍛煉人數(shù)的比例不變，統(tǒng)計得到的等高堆積條形圖也不變，依據(jù)小概率值α＝0.05的獨立性檢驗，認(rèn)為性別因素影響學(xué)生體育鍛煉的經(jīng)常性，該推斷犯錯誤的概率不超過0.058．沃柑，因其口感甜柔、低酸爽口，且營養(yǎng)成分高，成為大家喜歡的水果之一，目前主要種植于我國廣西、云南、四川、湖南等地．得益于物流的快速發(fā)展，沃柑的銷量大幅增長，同時刺激了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民種植沃柑的熱情．根據(jù)對廣西某地的沃柑種植面積情況進行調(diào)查，得到統(tǒng)計表如表所示：年份t20182019202020212022年份代碼x12345種植面積y/萬畝814152028附：①樣本相關(guān)系數(shù)r＝eq\f(\i\su(i＝1,n,)xi－\x\to(x)yi－\x\to(y),\r(\i\su(i＝1,n,)xi－\x\to(x)2)\r(\i\su(i＝1,n,)yi－\x\to(y)2))；②在經(jīng)驗回歸方程eq\o(y,\s\up6(^))＝eq\o(b,\s\up6(^))x＋eq\o(a,\s\up6(^))中，eq\o(b,\s\up6(^))＝eq\f(\i\su(i＝1,n,)xi－\x\to(x)yi－\x\to(y),\i\su(i＝1,n,)xi－\x\to(x)2)＝eq\f(\i\su(i＝1,n,x)iyi－n\x\to(x)\x\to(y),\i\su(i＝1,n,x)\o\al(2,i)－n\x\to(x)2)，eq\o(a,\s\up6(^))＝eq\x\to(y)－eq\o(b,\s\up6(^))eq\x\to(x)；eq\r(2240)≈47.33.根據(jù)此表，下列結(jié)論正確的是()A．該地區(qū)這5年沃柑的種植面積的方差為212B．種植面積y與年份代碼x的樣本相關(guān)系數(shù)約為0.972(精確到0.001)C．y關(guān)于x的經(jīng)驗回歸方程為eq\o(y,\s\up6(^))＝4.6x＋3.2D．預(yù)測該地區(qū)沃柑種植面積最早在2027年能突破40萬