高考數(shù)學(xué)大一輪復(fù)習(xí)精講精練(新高考地區(qū))9.2成對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析(精講)(原卷版+解析)_第1頁
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文檔簡介

9.2成對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析【題型解讀】【知識(shí)必備】1.變量的相關(guān)關(guān)系(1)相關(guān)關(guān)系:兩個(gè)變量有關(guān)系,但又沒有確切到可由其中的一個(gè)去精確地決定另一個(gè)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(gè)變量的取值呈現(xiàn)正相關(guān)或負(fù)相關(guān),而且散點(diǎn)落在一條直線附近,我們稱這兩個(gè)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(shí),稱成對樣本數(shù)據(jù)正相關(guān);當(dāng)r<0時(shí),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(shí),成對樣本數(shù)據(jù)的線性相關(guān)程度越強(qiáng);當(dāng)|r|越接近0時(shí),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(yàn)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(dú)立性檢驗(yàn)(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(jì)Y=0Y=1X=0aba+bX=1cdc+d合計(jì)a+cb+dn=a+b+c+d(2)計(jì)算隨機(jī)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(dú)立的方法稱為χ2獨(dú)立性檢驗(yàn).α0.100.050.0100.0050.001xα2.7063.8416.6357.87910.828【題型精講】【題型一成對數(shù)據(jù)的相關(guān)性】必備技巧判定兩個(gè)變量相關(guān)性的方法(1)畫散點(diǎn)圖:點(diǎn)的分布從左下角到右上角,兩個(gè)變量正相關(guān);點(diǎn)的分布從左上角到右下角,兩個(gè)變量負(fù)相關(guān).(2)樣本相關(guān)系數(shù):當(dāng)r>0時(shí),正相關(guān);當(dāng)r<0時(shí),負(fù)相關(guān);|r|越接近于1,相關(guān)性越強(qiáng).(3)經(jīng)驗(yàn)回歸方程:當(dāng)eq\o(b,\s\up6(^))>0時(shí),正相關(guān);當(dāng)eq\o(b,\s\up6(^))<0時(shí),負(fù)相關(guān)例1(2023·全國·高三專題練習(xí))某統(tǒng)計(jì)部門對四組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后,獲得如圖所示的散點(diǎn)圖.下面關(guān)于相關(guān)系數(shù)的比較,正確的是()A. B. C. D.例2(2023·陜西·西北工業(yè)大學(xué)附屬中學(xué)高三階段練習(xí))已知變量x和y滿足關(guān)系y=-0.1x+1,變量y與z正相關(guān).下列結(jié)論中正確的是()A.x與y正相關(guān),x與z負(fù)相關(guān) B.x與y正相關(guān),x與z正相關(guān)C.x與y負(fù)相關(guān),x與z負(fù)相關(guān) D.x與y負(fù)相關(guān),x與z正相關(guān)【跟蹤精練】1.(2023·青島高三月考)對兩個(gè)變量x,y進(jìn)行線性相關(guān)檢驗(yàn),得線性相關(guān)系數(shù)r1=0.8995,對兩個(gè)變量u,v進(jìn)行線性相關(guān)檢驗(yàn),得線性相關(guān)系數(shù)r2=﹣0.9568,則下列判斷正確的是()A.變量x與y正相關(guān),變量u與v負(fù)相關(guān),變量x與y的線性相關(guān)性較強(qiáng)

B.變量x與y負(fù)相關(guān),變量u與v正相關(guān),變量x與y的線性相關(guān)性較強(qiáng)

C.變量x與y正相關(guān),變量u與v負(fù)相關(guān),變量u與v的線性相關(guān)性較強(qiáng)

D.變量x與y負(fù)相關(guān),變量u與v正相關(guān),變量u與v的線性相關(guān)性較強(qiáng)2.(2023·濟(jì)南高三期末)(多選)下列有關(guān)經(jīng)驗(yàn)回歸分析的說法中正確的有()A.經(jīng)驗(yàn)回歸直線必過點(diǎn)(eq\x\to(x),eq\x\to(y))B.經(jīng)驗(yàn)回歸直線就是散點(diǎn)圖中經(jīng)過樣本數(shù)據(jù)點(diǎn)最多的那條直線C.當(dāng)樣本相關(guān)系數(shù)r>0時(shí),兩個(gè)變量正相關(guān)D.如果兩個(gè)變量的相關(guān)性越弱,則|r|就越接近于0【題型二相關(guān)系數(shù)求解】例3(2023·四川·成都七中高三階段練習(xí))某沙漠地區(qū)經(jīng)過治理,生態(tài)系統(tǒng)得到很大改善,野生動(dòng)物數(shù)量有所增加.為調(diào)查該地區(qū)某種野生動(dòng)物的數(shù)量,將其分成面積相近的200個(gè)地塊,從這些地塊中用簡單隨機(jī)抽樣的方法抽取20個(gè)作為樣區(qū),調(diào)查得到樣本數(shù)據(jù),其中和分別表示第個(gè)樣區(qū)的植物覆蓋面積(單位:公頃)和這種野生動(dòng)物的數(shù)量(單位:頭),并計(jì)算得,,,,.(1)估計(jì)該地區(qū)這種野生動(dòng)物的數(shù)量;(2)求樣本的相關(guān)系數(shù).(精確到0.01)【跟蹤精練】1.(2023·黑龍江·佳木斯一中三模)某網(wǎng)絡(luò)電視劇已開播一段時(shí)間,其每日播放量有如下統(tǒng)計(jì)表:開播天數(shù)x(單位:天)12345當(dāng)天播放量y(單位:百萬次)335910(1)請用線性回歸模型擬合y與x的關(guān)系,并用相關(guān)系數(shù)加以說明;(2)假設(shè)開播后的兩周內(nèi)(除前5天),當(dāng)天播放量y與開播天數(shù)x服從(1)中的線性關(guān)系.若每百萬播放量可為制作方帶來0.7萬元的收益,且每開播一天需支出1萬元的廣告費(fèi),估計(jì)制作方在該劇開播兩周內(nèi)獲得的利潤.參考公式:,,.參考數(shù)據(jù):xiyi=110,=55,=224,≈10.5.注:①一般地,相關(guān)系數(shù)r的絕對值在0.95以上(含0.95)認(rèn)為線性相關(guān)性較強(qiáng);否則,線性相關(guān)性較弱.②利潤=收益-廣告費(fèi).【題型三線性回歸方程】方法技巧求經(jīng)驗(yàn)回歸方程的步驟例4(2023·全國高三專題練習(xí))對某位同學(xué)5次體育測試的成績(單位:分)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到如下表格:第x次12345測試成績y3940484850根據(jù)上表,可得y關(guān)于x的線性回歸方程為,下列結(jié)論不正確的是()A.B.這5次測試成績的方差為20.8C.y與x的線性相關(guān)系數(shù)D.預(yù)測第6次體育測試的成績約為54例5(2023·廣東深圳市·高三二模)重慶位于北半球亞熱帶內(nèi)陸地區(qū),其氣候特征恰如幾句俗諺:春早氣溫不穩(wěn)定,夏長酷熱多伏旱,秋涼綿綿陰雨天,冬暖少雪云霧多.尤其是10月份,晝夜溫差很大,某數(shù)學(xué)興趣小組欲研究晝夜溫差大小與患感冒人數(shù)多少之間的關(guān)系,他們分別到氣象局與某醫(yī)院抄錄了2021年10月某六天的晝夜溫差情況與因患感冒而就診的人數(shù),得到如下資料:日期第一日第三日第五日第四日第二日第六日晝夜溫差(℃)47891214就診人數(shù)(個(gè))其中:,,2,3,4,5,6,參考數(shù)據(jù):,,.(1)根據(jù)散點(diǎn)圖可以認(rèn)為與之間存在線性相關(guān)關(guān)系,且相關(guān)系數(shù),請用最小二乘法求出線性回歸方程(,用分?jǐn)?shù)表示);(2)分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):第六日就診人數(shù),第一日就診患者中有3個(gè)小孩,其他患者全是大人,現(xiàn)隨機(jī)的從第一日所有就診患者中選出2人,若2人中至少有一個(gè)小孩的概率為;①求的值;②若,求,,,的值(只寫結(jié)果,不要求過程).(參考公式:,,)【題型精練】1.(2023·全國·高三專題練習(xí))對于數(shù)據(jù)組,如果由線性回歸方程得到的對應(yīng)于自變量的估計(jì)值是,那么將稱為相應(yīng)于點(diǎn)的殘差.某工廠為研究某種產(chǎn)品產(chǎn)量(噸)與所需某種原材料噸)的相關(guān)性,在生產(chǎn)過程中收集4組對應(yīng)數(shù)據(jù)如下表所示:34562.534根據(jù)表中數(shù)據(jù),得出關(guān)于的線性回歸方程為,據(jù)此計(jì)算出樣本點(diǎn)(4,3)處的殘差為-0.15,則表中的值為(

)A.3.3 B.4.5 C.5 D.5.52.(2023·全國·高三專題練習(xí))新冠肺炎疫情發(fā)生以來,中醫(yī)藥全面參與疫情防控救治,做出了重要貢獻(xiàn).某中醫(yī)藥企業(yè)根據(jù)市場調(diào)研與模擬,得到研發(fā)投入x(億元)與產(chǎn)品收益y(億元)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如下:研發(fā)投入x(億元)12345產(chǎn)品收益y(億元)3791011(1)計(jì)算x,y的相關(guān)系數(shù)r,并判斷是否可以認(rèn)為研發(fā)投入與產(chǎn)品收益具有較高的線性相關(guān)程度?(若,則線性相關(guān)程度一般,若,則線性相關(guān)程度較高)(2)求出y關(guān)于x的線性回歸方程,并預(yù)測研發(fā)投入20(億元)時(shí)產(chǎn)品的收益.參考數(shù)據(jù):,,.附:相關(guān)系數(shù)公式:,回歸直線方程的斜率,截距.【題型四非線性回歸方程】例6(2023·浙江高三專題練習(xí))數(shù)據(jù)顯示,中國在線直播用戶規(guī)模及在線直播購物規(guī)模近幾年都保持高速增長態(tài)勢,下表為2017-2021年中國在線直播用戶規(guī)模(單位:億人),其中2017年-2021年對應(yīng)的代碼依次為1-5.年份代碼x12345市場規(guī)模y3.984.565.045.866.36參考數(shù)據(jù):,,,其中.參考公式:對于一組數(shù)據(jù),,…,,其回歸直線的斜率和截距的最小二乘估計(jì)公式分別為,.(1)由上表數(shù)據(jù)可知,可用函數(shù)模型擬合y與x的關(guān)系,請建立y關(guān)于x的回歸方程(,的值精確到0.01);(2)已知中國在線直播購物用戶選擇在品牌官方直播間購物的概率為p,現(xiàn)從中國在線直播購物用戶中隨機(jī)抽取4人,記這4人中選擇在品牌官方直播間購物的人數(shù)為X,若,求X的分布列與期望.例7(2023·四川成都·高三月考)年月底,為嚴(yán)防新型冠狀病毒疫情擴(kuò)散,有效切斷病毒傳播途徑,堅(jiān)決遏制疫情蔓延勢頭,確保人民群眾生命安全和身體健康,多地相繼做出了封城決定.某地在月日至日累計(jì)確診人數(shù)如下表:日期(月)日日日日日日日人數(shù)(人)由上述表格得到如散點(diǎn)圖(月日為封城第一天).(1)根據(jù)散點(diǎn)圖判斷與(,均為大于的常數(shù))哪一個(gè)適宜作為累計(jì)確診人數(shù)與封城后的天數(shù)的回歸方程類型(給出判斷即可,不必說明理由);并根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)求出回歸方程;(2)隨著更多的醫(yī)護(hù)人員投入疫情的研究,月日武漢影像科醫(yī)生提出存在大量核酸檢測呈陰性(陽性則確診),但觀其肺片具有明顯病變,這一提議引起了廣泛的關(guān)注,月日武漢疾控中心接收了份血液樣本,假設(shè)每份樣本的檢驗(yàn)結(jié)果是陽性還是陰性都是相互獨(dú)立的,且每份樣本是陽性樣本的概率為,核酸試劑能把陽性樣本檢測出陽性結(jié)果的概率是(核酸檢測存在陽性樣本檢測不出來的情況,但不會(huì)把陰性檢測呈陽性),求這份樣本中檢測呈陽性的份數(shù)的期望.參考數(shù)據(jù):其中,,參考公式:對于一組數(shù)據(jù),,…,,其回歸直線的斜率和截距的最小二乘估計(jì)公式分別為,.【題型精練】1.(2023·四川成都·高三月考)當(dāng)前,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃興起,以區(qū)塊鏈為代表的新一代信息技術(shù)迅猛發(fā)展,現(xiàn)收集某地近5年區(qū)塊鏈企業(yè)總數(shù)量相關(guān)數(shù)據(jù),如下表年份20172018201920202021編號(hào)x12345企業(yè)總數(shù)量y(單位:千個(gè))2.1563.7278.30524.27936.224(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷,與(其中…為自然對數(shù)的底數(shù)),哪一個(gè)回歸方程類型適宜預(yù)測未來幾年我國區(qū)塊鏈企業(yè)總數(shù)量?(給出結(jié)果即可,不必說明理由),并根據(jù)你的判斷結(jié)果求y關(guān)于x的回歸方程;(2)為了促進(jìn)公司間的合作與發(fā)展,區(qū)塊鏈聯(lián)合總部決定進(jìn)行一次信息化技術(shù)比賽,邀請甲、乙、丙三家區(qū)塊鏈公司參賽.比賽規(guī)則如下:①每場比賽有兩個(gè)公司參加,并決出勝負(fù);②每場比賽獲勝的公司與未參加此場比賽的公司進(jìn)行下一場的比賽;③在比賽中,若有一個(gè)公司首先獲勝兩場,則本次比賽結(jié)束,該公司獲得此次信息化比賽的“優(yōu)勝公司”.已知在每場比賽中,甲勝乙的概率為,甲勝丙的概率為,乙勝丙的概率為,若首場由甲乙比賽,求甲公司獲得“優(yōu)勝公司”的概率.參考數(shù)據(jù):,,,(其中).附:樣本的最小二乘法估計(jì)公式為,.2.(2023·山東青島·二模)某企業(yè)為加強(qiáng)科研創(chuàng)新,加大研發(fā)資金的投入,新研發(fā)了一種產(chǎn)品.該產(chǎn)品的生產(chǎn)成本由直接生產(chǎn)成本(如原料?工人工資?機(jī)器設(shè)備折舊等)和間接生產(chǎn)成本(如物料消耗?管理人員工資?車間房屋折舊等)組成.該產(chǎn)品的間接生產(chǎn)成本y(萬元)與該產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量x(千件)有關(guān),經(jīng)統(tǒng)計(jì)并對數(shù)據(jù)作初步處理,得到散點(diǎn)圖及一些統(tǒng)計(jì)量的值.3.513.241.8117.51.4619.95.84表中,.(1)根據(jù)散點(diǎn)圖判斷與哪一個(gè)更適合作為間接生產(chǎn)成本y與該產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量x的回歸方程類型;(給出判斷即可,不必說明理由)(2)根據(jù)(1)的判斷結(jié)果及表中數(shù)據(jù),建立y關(guān)于x的回歸方程,并預(yù)測生產(chǎn)9千件產(chǎn)品時(shí),間接生產(chǎn)成本是多少萬元;(3)為確保產(chǎn)品質(zhì)量,該企業(yè)在生產(chǎn)過程中對生產(chǎn)的每件產(chǎn)品均進(jìn)行五個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量檢測,若檢測出不合格產(chǎn)品,則需在未進(jìn)入下一環(huán)節(jié)前立即修復(fù)(修復(fù)后再進(jìn)入下一環(huán)節(jié)),已知每個(gè)環(huán)節(jié)是相互獨(dú)立的,且每個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)品檢測的合格率均為98%,各環(huán)節(jié)中不合格的一件產(chǎn)品所需的修復(fù)費(fèi)用均為100元,求一件產(chǎn)品需修復(fù)的平均費(fèi)用.附:對于一組數(shù)據(jù),,…,,其回歸直線的斜率和截距的最小二乘估計(jì)分別為,.【題型五獨(dú)立性檢驗(yàn)】例8(2023·浙江高三專題練習(xí))根據(jù)分類變量x與y的觀察數(shù)據(jù),計(jì)算得到.依據(jù)下面給出的臨界值表,0.500.400.250.150.100.050.0250.0100.0050.4550.7081.3232.0722.7063.8415.0246.6357.879可知下列判斷中正確的是(

)A.有95%的把握認(rèn)為變量x與y獨(dú)立B.有95%的把握認(rèn)為變量x與y不獨(dú)立C.變量x與y獨(dú)立,這個(gè)結(jié)論犯錯(cuò)誤的概率不超過10%D.變量x與y不獨(dú)立,這個(gè)結(jié)論犯錯(cuò)誤的概率不超過10%例9(2023·四川成都·高三月考)2022年北京冬奧組委發(fā)布的《北京2022年冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)經(jīng)濟(jì)遺產(chǎn)報(bào)告(2023)》顯示,北京冬奧會(huì)已簽約45家贊助企業(yè),冬奧會(huì)贊助成為一項(xiàng)跨度時(shí)間較長的營銷方式.為了解該45家贊助企業(yè)每天銷售額與每天線上銷售時(shí)間之間的相關(guān)關(guān)系,某平臺(tái)對45家贊助企業(yè)進(jìn)行跟蹤調(diào)查,其中每天線上銷售時(shí)間不少于8小時(shí)的企業(yè)有20家,余下的企業(yè)中,每天的銷售額不足30萬元的企業(yè)占,統(tǒng)計(jì)后得到如下列聯(lián)表:銷售額不少于30萬元銷售額不足30萬元合計(jì)線上銷售時(shí)間不少于8小時(shí)1720線上銷售時(shí)間不足8小時(shí)合計(jì)45(1)請完成上面的列聯(lián)表,能否有99%的把握認(rèn)為贊助企業(yè)每天的銷售額與每天線上銷售時(shí)間有關(guān)?(2)按銷售額在上述贊助企業(yè)中采用分層抽樣方法抽取5家企業(yè).在銷售額不足30萬元的企業(yè)中抽取時(shí),記“抽到線上銷售時(shí)間不少于8小時(shí)的企業(yè)數(shù)”為X,求X的分布列和數(shù)學(xué)期望.附:0.0500.0100.0013.8416.63510.828參考公式:,其中.【題型精練】1.(2023·四川成都·高三月考)在某大學(xué)一食品超市,隨機(jī)詢問了70名不同性別的大學(xué)生在購買食物時(shí)是否查看營養(yǎng)說明,得到如下的列聯(lián)表:

女男總計(jì)要查看營養(yǎng)說明152540不查看營養(yǎng)說明201030總計(jì)353570附:,其中.0.500.400.250.150.100.050.0250.0100.0050.4550.7081.3232.0722.7063.8415.0246.6357.879根據(jù)列聯(lián)表的獨(dú)立性檢驗(yàn),則下列說法正確的是().A.在犯錯(cuò)誤的概率不超過0.05的前提下認(rèn)為該校大學(xué)生在購買食物時(shí)要查看營養(yǎng)說明的人數(shù)中男生人數(shù)更多B.在犯錯(cuò)誤的概率不超過0.010的前提下認(rèn)為該校女大學(xué)生在購買食物時(shí)要查看營養(yǎng)說明的人數(shù)與不查看營養(yǎng)說明的人數(shù)比為C.在犯錯(cuò)誤的概率不超過0.025的前提下認(rèn)為性別與是否查看營養(yǎng)說明有關(guān)系D.在犯錯(cuò)誤的概率不超過0.010的前提下認(rèn)為性別與是否查看營養(yǎng)說明有關(guān)系2.(2023·山東青島·二模)電子郵件是一種用電子手段提供信息交換的通信方式,是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用最廣的服務(wù).我們在使用電子郵件時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象:中國人的郵箱名稱里含有數(shù)字的比較多,而外國人郵箱名稱里含有數(shù)字的比較少.為了研究郵箱名稱里含有數(shù)字是否與國籍有關(guān),隨機(jī)調(diào)取了40個(gè)郵箱名稱,得到如下2×2列聯(lián)表:中國人外國人總計(jì)郵箱名稱里有數(shù)字15520郵箱名稱里無數(shù)字51520總計(jì)202040(1)根據(jù)小概率值的獨(dú)立性檢驗(yàn),分析“郵箱名稱里含有數(shù)字與國籍”是否有關(guān)?(2)用樣本估計(jì)總體,將頻率視為概率.在中國人郵箱名稱里和外國人郵箱名稱里各隨機(jī)抽取6個(gè)郵箱名稱,記“6個(gè)中國人郵箱名稱里恰有3個(gè)含有數(shù)字”的概率為,“6個(gè)外國人郵箱名稱里恰有3個(gè)含有數(shù)字”的概率為,試比較與的大小.參考公式和數(shù)據(jù):0.100.050.0250.0100.0050.0012.7063.8415.0246.6357.87910.8289.2成對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析【題型解讀】【知識(shí)必備】1.變量的相關(guān)關(guān)系(1)相關(guān)關(guān)系:兩個(gè)變量有關(guān)系,但又沒有確切到可由其中的一個(gè)去精確地決定另一個(gè)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(gè)變量的取值呈現(xiàn)正相關(guān)或負(fù)相關(guān),而且散點(diǎn)落在一條直線附近,我們稱這兩個(gè)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(shí),稱成對樣本數(shù)據(jù)正相關(guān);當(dāng)r<0時(shí),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(shí),成對樣本數(shù)據(jù)的線性相關(guān)程度越強(qiáng);當(dāng)|r|越接近0時(shí),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(yàn)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(dú)立性檢驗(yàn)(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(jì)Y=0Y=1X=0aba+bX=1cdc+d合計(jì)a+cb+dn=a+b+c+d(2)計(jì)算隨機(jī)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(dú)立的方法稱為χ2獨(dú)立性檢驗(yàn).α0.100.050.0100.0050.001xα2.7063.8416.6357.87910.828【題型精講】【題型一成對數(shù)據(jù)的相關(guān)性】必備技巧判定兩個(gè)變量相關(guān)性的方法(1)畫散點(diǎn)圖:點(diǎn)的分布從左下角到右上角,兩個(gè)變量正相關(guān);點(diǎn)的分布從左上角到右下角,兩個(gè)變量負(fù)相關(guān).(2)樣本相關(guān)系數(shù):當(dāng)r>0時(shí),正相關(guān);當(dāng)r<0時(shí),負(fù)相關(guān);|r|越接近于1,相關(guān)性越強(qiáng).(3)經(jīng)驗(yàn)回歸方程:當(dāng)eq\o(b,\s\up6(^))>0時(shí),正相關(guān);當(dāng)eq\o(b,\s\up6(^))<0時(shí),負(fù)相關(guān)例1(2023·全國·高三專題練習(xí))某統(tǒng)計(jì)部門對四組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后,獲得如圖所示的散點(diǎn)圖.下面關(guān)于相關(guān)系數(shù)的比較,正確的是()A. B. C. D.答案:C【解析】由圖可知:所對應(yīng)的圖中的散點(diǎn)呈現(xiàn)正相關(guān),而且對應(yīng)的相關(guān)性比對應(yīng)的相關(guān)性要強(qiáng),故,所對應(yīng)的圖中的散點(diǎn)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),且根據(jù)散點(diǎn)的分布情況可知,因此,故選:C例2(2023·陜西·西北工業(yè)大學(xué)附屬中學(xué)高三階段練習(xí))已知變量x和y滿足關(guān)系y=-0.1x+1,變量y與z正相關(guān).下列結(jié)論中正確的是()A.x與y正相關(guān),x與z負(fù)相關(guān) B.x與y正相關(guān),x與z正相關(guān)C.x與y負(fù)相關(guān),x與z負(fù)相關(guān) D.x與y負(fù)相關(guān),x與z正相關(guān)答案:C【解析】因?yàn)閥=-0.1x+1的斜率小于0,故x與y負(fù)相關(guān).因?yàn)閥與z正相關(guān),可設(shè)z=eq\o(b,\s\up6(^))y+eq\o(a,\s\up6(^)),eq\o(b,\s\up6(^))>0,則z=eq\o(b,\s\up6(^))y+eq\o(a,\s\up6(^))=-0.1eq\o(b,\s\up6(^))x+eq\o(b,\s\up6(^))+eq\o(a,\s\up6(^)),故x與z負(fù)相關(guān).【跟蹤精練】1.(2023·青島高三月考)對兩個(gè)變量x,y進(jìn)行線性相關(guān)檢驗(yàn),得線性相關(guān)系數(shù)r1=0.8995,對兩個(gè)變量u,v進(jìn)行線性相關(guān)檢驗(yàn),得線性相關(guān)系數(shù)r2=﹣0.9568,則下列判斷正確的是()A.變量x與y正相關(guān),變量u與v負(fù)相關(guān),變量x與y的線性相關(guān)性較強(qiáng)

B.變量x與y負(fù)相關(guān),變量u與v正相關(guān),變量x與y的線性相關(guān)性較強(qiáng)

C.變量x與y正相關(guān),變量u與v負(fù)相關(guān),變量u與v的線性相關(guān)性較強(qiáng)

D.變量x與y負(fù)相關(guān),變量u與v正相關(guān),變量u與v的線性相關(guān)性較強(qiáng)答案:C【解析】依題意:,所以正相關(guān),負(fù)相關(guān),,所以的線性相關(guān)性較強(qiáng).故選:C2.(2023·濟(jì)南高三期末)(多選)下列有關(guān)經(jīng)驗(yàn)回歸分析的說法中正確的有()A.經(jīng)驗(yàn)回歸直線必過點(diǎn)(eq\x\to(x),eq\x\to(y))B.經(jīng)驗(yàn)回歸直線就是散點(diǎn)圖中經(jīng)過樣本數(shù)據(jù)點(diǎn)最多的那條直線C.當(dāng)樣本相關(guān)系數(shù)r>0時(shí),兩個(gè)變量正相關(guān)D.如果兩個(gè)變量的相關(guān)性越弱,則|r|就越接近于0答案:ACD【解析】對于A,經(jīng)驗(yàn)回歸直線必過點(diǎn)(eq\x\to(x),eq\x\to(y)),故A正確;對于B,經(jīng)驗(yàn)回歸直線在散點(diǎn)圖中可能不經(jīng)過任一樣本數(shù)據(jù)點(diǎn),故B不正確;對于C,當(dāng)樣本相關(guān)系數(shù)r>0時(shí),則兩個(gè)變量正相關(guān),故C正確;對于D,如果兩個(gè)變量的相關(guān)性越弱,則|r|就越接近于0,故D正確.【題型二相關(guān)系數(shù)求解】例3(2023·四川·成都七中高三階段練習(xí))某沙漠地區(qū)經(jīng)過治理,生態(tài)系統(tǒng)得到很大改善,野生動(dòng)物數(shù)量有所增加.為調(diào)查該地區(qū)某種野生動(dòng)物的數(shù)量,將其分成面積相近的200個(gè)地塊,從這些地塊中用簡單隨機(jī)抽樣的方法抽取20個(gè)作為樣區(qū),調(diào)查得到樣本數(shù)據(jù),其中和分別表示第個(gè)樣區(qū)的植物覆蓋面積(單位:公頃)和這種野生動(dòng)物的數(shù)量(單位:頭),并計(jì)算得,,,,.(1)估計(jì)該地區(qū)這種野生動(dòng)物的數(shù)量;(2)求樣本的相關(guān)系數(shù).(精確到0.01)【解析】(1)由已知得樣本平均數(shù),從而該地區(qū)這種野生動(dòng)物數(shù)量的估計(jì)值為.(2)由,,,可得樣本的相關(guān)系數(shù)為.【跟蹤精練】1.(2023·黑龍江·佳木斯一中三模)某網(wǎng)絡(luò)電視劇已開播一段時(shí)間,其每日播放量有如下統(tǒng)計(jì)表:開播天數(shù)x(單位:天)12345當(dāng)天播放量y(單位:百萬次)335910(1)請用線性回歸模型擬合y與x的關(guān)系,并用相關(guān)系數(shù)加以說明;(2)假設(shè)開播后的兩周內(nèi)(除前5天),當(dāng)天播放量y與開播天數(shù)x服從(1)中的線性關(guān)系.若每百萬播放量可為制作方帶來0.7萬元的收益,且每開播一天需支出1萬元的廣告費(fèi),估計(jì)制作方在該劇開播兩周內(nèi)獲得的利潤.參考公式:,,.參考數(shù)據(jù):xiyi=110,=55,=224,≈10.5.注:①一般地,相關(guān)系數(shù)r的絕對值在0.95以上(含0.95)認(rèn)為線性相關(guān)性較強(qiáng);否則,線性相關(guān)性較弱.②利潤=收益-廣告費(fèi).【解析】(1)由題得.所以.所以.所以線性回歸方程為.相關(guān)系數(shù),所以每日的播放量和開播天數(shù)線性相關(guān)性較強(qiáng).(2)設(shè)利潤為,則所以估計(jì)制作方在該劇開播兩周內(nèi)獲得的利潤為萬元..答:估計(jì)制作方在該劇開播兩周內(nèi)獲得的利潤為萬元.【題型三線性回歸方程】方法技巧求經(jīng)驗(yàn)回歸方程的步驟例4(2023·全國高三專題練習(xí))對某位同學(xué)5次體育測試的成績(單位:分)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到如下表格:第x次12345測試成績y3940484850根據(jù)上表,可得y關(guān)于x的線性回歸方程為,下列結(jié)論不正確的是()A.B.這5次測試成績的方差為20.8C.y與x的線性相關(guān)系數(shù)D.預(yù)測第6次體育測試的成績約為54答案:C【解析】由已知,,所以這5次測試成績的方差為,B正確,又y關(guān)于x的線性回歸方程為,點(diǎn)在直線上,所以,所以,所以,取可得,,所以A,D對,因?yàn)椋耘c成正相關(guān)關(guān)系,故相關(guān)系數(shù),C錯(cuò),故答案為:C.例5(2023·廣東深圳市·高三二模)重慶位于北半球亞熱帶內(nèi)陸地區(qū),其氣候特征恰如幾句俗諺:春早氣溫不穩(wěn)定,夏長酷熱多伏旱,秋涼綿綿陰雨天,冬暖少雪云霧多.尤其是10月份,晝夜溫差很大,某數(shù)學(xué)興趣小組欲研究晝夜溫差大小與患感冒人數(shù)多少之間的關(guān)系,他們分別到氣象局與某醫(yī)院抄錄了2021年10月某六天的晝夜溫差情況與因患感冒而就診的人數(shù),得到如下資料:日期第一日第三日第五日第四日第二日第六日晝夜溫差(℃)47891214就診人數(shù)(個(gè))其中:,,2,3,4,5,6,參考數(shù)據(jù):,,.(1)根據(jù)散點(diǎn)圖可以認(rèn)為與之間存在線性相關(guān)關(guān)系,且相關(guān)系數(shù),請用最小二乘法求出線性回歸方程(,用分?jǐn)?shù)表示);(2)分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):第六日就診人數(shù),第一日就診患者中有3個(gè)小孩,其他患者全是大人,現(xiàn)隨機(jī)的從第一日所有就診患者中選出2人,若2人中至少有一個(gè)小孩的概率為;①求的值;②若,求,,,的值(只寫結(jié)果,不要求過程).(參考公式:,,)【解析】(1)因?yàn)?,所以,因?yàn)?,,所以,得,因?yàn)椋?,因?yàn)?,,所以,所以,,即線性回歸方程(2)①由題意可得:2人中至少有一個(gè)小孩的概率為,得:所以或(舍)②由(1)得,因?yàn)?,,所以,得,因?yàn)?,所以,所以,因?yàn)?,,所以,,?【題型精練】1.(2023·全國·高三專題練習(xí))對于數(shù)據(jù)組,如果由線性回歸方程得到的對應(yīng)于自變量的估計(jì)值是,那么將稱為相應(yīng)于點(diǎn)的殘差.某工廠為研究某種產(chǎn)品產(chǎn)量(噸)與所需某種原材料噸)的相關(guān)性,在生產(chǎn)過程中收集4組對應(yīng)數(shù)據(jù)如下表所示:34562.534根據(jù)表中數(shù)據(jù),得出關(guān)于的線性回歸方程為,據(jù)此計(jì)算出樣本點(diǎn)(4,3)處的殘差為-0.15,則表中的值為(

)A.3.3 B.4.5 C.5 D.5.5答案:B【解析】由題意可知,在樣本(4,3)處的殘差-0.15,則,即,解得,即,又,且線性方程過樣本中心點(diǎn)(,),則,則,解得.故答案為:B2.(2023·全國·高三專題練習(xí))新冠肺炎疫情發(fā)生以來,中醫(yī)藥全面參與疫情防控救治,做出了重要貢獻(xiàn).某中醫(yī)藥企業(yè)根據(jù)市場調(diào)研與模擬,得到研發(fā)投入x(億元)與產(chǎn)品收益y(億元)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如下:研發(fā)投入x(億元)12345產(chǎn)品收益y(億元)3791011(1)計(jì)算x,y的相關(guān)系數(shù)r,并判斷是否可以認(rèn)為研發(fā)投入與產(chǎn)品收益具有較高的線性相關(guān)程度?(若,則線性相關(guān)程度一般,若,則線性相關(guān)程度較高)(2)求出y關(guān)于x的線性回歸方程,并預(yù)測研發(fā)投入20(億元)時(shí)產(chǎn)品的收益.參考數(shù)據(jù):,,.附:相關(guān)系數(shù)公式:,回歸直線方程的斜率,截距.【解析】(1)∵,,,∴,∴該中醫(yī)藥企業(yè)的研發(fā)投入x與產(chǎn)品收益y具有較高的線性相關(guān)程度.(2)∵,,∴.∴y關(guān)于x的線性回歸方程為,將代入線性回歸方程可得,,∴預(yù)測研發(fā)投入20(億元)時(shí)產(chǎn)品的收益為40.3(億元).【題型四非線性回歸方程】例6(2023·浙江高三專題練習(xí))數(shù)據(jù)顯示,中國在線直播用戶規(guī)模及在線直播購物規(guī)模近幾年都保持高速增長態(tài)勢,下表為2017-2021年中國在線直播用戶規(guī)模(單位:億人),其中2017年-2021年對應(yīng)的代碼依次為1-5.年份代碼x12345市場規(guī)模y3.984.565.045.866.36參考數(shù)據(jù):,,,其中.參考公式:對于一組數(shù)據(jù),,…,,其回歸直線的斜率和截距的最小二乘估計(jì)公式分別為,.(1)由上表數(shù)據(jù)可知,可用函數(shù)模型擬合y與x的關(guān)系,請建立y關(guān)于x的回歸方程(,的值精確到0.01);(2)已知中國在線直播購物用戶選擇在品牌官方直播間購物的概率為p,現(xiàn)從中國在線直播購物用戶中隨機(jī)抽取4人,記這4人中選擇在品牌官方直播間購物的人數(shù)為X,若,求X的分布列與期望.答案:見解析【解析】(1)解:設(shè),則,因?yàn)椋?,,所以.把代入,得.即關(guān)于的回歸方程為(2)解:由題意知,,,由得所以,的取值依次為0,1,2,3,4,,,,,,所以X的分布列為X01234P例7(2023·四川成都·高三月考)年月底,為嚴(yán)防新型冠狀病毒疫情擴(kuò)散,有效切斷病毒傳播途徑,堅(jiān)決遏制疫情蔓延勢頭,確保人民群眾生命安全和身體健康,多地相繼做出了封城決定.某地在月日至日累計(jì)確診人數(shù)如下表:日期(月)日日日日日日日人數(shù)(人)由上述表格得到如散點(diǎn)圖(月日為封城第一天).(1)根據(jù)散點(diǎn)圖判斷與(,均為大于的常數(shù))哪一個(gè)適宜作為累計(jì)確診人數(shù)與封城后的天數(shù)的回歸方程類型(給出判斷即可,不必說明理由);并根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)求出回歸方程;(2)隨著更多的醫(yī)護(hù)人員投入疫情的研究,月日武漢影像科醫(yī)生提出存在大量核酸檢測呈陰性(陽性則確診),但觀其肺片具有明顯病變,這一提議引起了廣泛的關(guān)注,月日武漢疾控中心接收了份血液樣本,假設(shè)每份樣本的檢驗(yàn)結(jié)果是陽性還是陰性都是相互獨(dú)立的,且每份樣本是陽性樣本的概率為,核酸試劑能把陽性樣本檢測出陽性結(jié)果的概率是(核酸檢測存在陽性樣本檢測不出來的情況,但不會(huì)把陰性檢測呈陽性),求這份樣本中檢測呈陽性的份數(shù)的期望.參考數(shù)據(jù):其中,,參考公式:對于一組數(shù)據(jù),,…,,其回歸直線的斜率和截距的最小二乘估計(jì)公式分別為,.答案:(1)選擇,關(guān)于的回歸方程為;(2)期望為人.【解析】(1)由散點(diǎn)圖可知選擇,由兩邊同時(shí)取常用對數(shù)得,設(shè),.計(jì)算,,,,把樣本中心點(diǎn)代入得.,關(guān)于的回歸方程為;(2)這份樣本中檢測呈陽性的份數(shù)為,則每份檢測出陽性的概率,由題意可知,(人),故這份樣本中檢測呈陽性份數(shù)的期望為人.【題型精練】1.(2023·四川成都·高三月考)當(dāng)前,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃興起,以區(qū)塊鏈為代表的新一代信息技術(shù)迅猛發(fā)展,現(xiàn)收集某地近5年區(qū)塊鏈企業(yè)總數(shù)量相關(guān)數(shù)據(jù),如下表年份20172018201920202021編號(hào)x12345企業(yè)總數(shù)量y(單位:千個(gè))2.1563.7278.30524.27936.224(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷,與(其中…為自然對數(shù)的底數(shù)),哪一個(gè)回歸方程類型適宜預(yù)測未來幾年我國區(qū)塊鏈企業(yè)總數(shù)量?(給出結(jié)果即可,不必說明理由),并根據(jù)你的判斷結(jié)果求y關(guān)于x的回歸方程;(2)為了促進(jìn)公司間的合作與發(fā)展,區(qū)塊鏈聯(lián)合總部決定進(jìn)行一次信息化技術(shù)比賽,邀請甲、乙、丙三家區(qū)塊鏈公司參賽.比賽規(guī)則如下:①每場比賽有兩個(gè)公司參加,并決出勝負(fù);②每場比賽獲勝的公司與未參加此場比賽的公司進(jìn)行下一場的比賽;③在比賽中,若有一個(gè)公司首先獲勝兩場,則本次比賽結(jié)束,該公司獲得此次信息化比賽的“優(yōu)勝公司”.已知在每場比賽中,甲勝乙的概率為,甲勝丙的概率為,乙勝丙的概率為,若首場由甲乙比賽,求甲公司獲得“優(yōu)勝公司”的概率.參考數(shù)據(jù):,,,(其中).附:樣本的最小二乘法估計(jì)公式為,.答案:(1)適宜;(2)【解析】(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)適宜預(yù)測未來幾年我國區(qū)塊鏈企業(yè)總數(shù)量.∵,∴,令,則,,,由公式計(jì)算可知∴,即.(2)設(shè)事件“甲公司獲得“優(yōu)勝公司””,事件“在一場比賽中,甲勝乙”,事件“在一場比賽中,甲勝丙”,事件“在一場比賽中,乙勝丙”,則,因?yàn)閮蓛瑟?dú)立,兩兩互斥,由概率的加法公式與乘法公式得,所以甲公司獲得“優(yōu)勝公司”的概率為.2.(2023·山東青島·二模)某企業(yè)為加強(qiáng)科研創(chuàng)新,加大研發(fā)資金的投入,新研發(fā)了一種產(chǎn)品.該產(chǎn)品的生產(chǎn)成本由直接生產(chǎn)成本(如原料?工人工資?機(jī)器設(shè)備折舊等)和間接生產(chǎn)成本(如物料消耗?管理人員工資?車間房屋折舊等)組成.該產(chǎn)品的間接生產(chǎn)成本y(萬元)與該產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量x(千件)有關(guān),經(jīng)統(tǒng)計(jì)并對數(shù)據(jù)作初步處理,得到散點(diǎn)圖及一些統(tǒng)計(jì)量的值.3.513.241.8117.51.4619.95.84表中,.(1)根據(jù)散點(diǎn)圖判斷與哪一個(gè)更適合作為間接生產(chǎn)成本y與該產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量x的回歸方程類型;(給出判斷即可,不必說明理由)(2)根據(jù)(1)的判斷結(jié)果及表中數(shù)據(jù),建立y關(guān)于x的回歸方程,并預(yù)測生產(chǎn)9千件產(chǎn)品時(shí),間接生產(chǎn)成本是多少萬元;(3)為確保產(chǎn)品質(zhì)量,該企業(yè)在生產(chǎn)過程中對生產(chǎn)的每件產(chǎn)品均進(jìn)行五個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量檢測,若檢測出不合格產(chǎn)品,則需在未進(jìn)入下一環(huán)節(jié)前立即修復(fù)(修復(fù)后再進(jìn)入下一環(huán)節(jié)),已知每個(gè)環(huán)節(jié)是相互獨(dú)立的,且每個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)品檢測的合格率均為98%,各環(huán)節(jié)中不合格的一件產(chǎn)品所需的修復(fù)費(fèi)用均為100元,求一件產(chǎn)品需修復(fù)的平均費(fèi)用.附:對于一組數(shù)據(jù),,…,,其回歸直線的斜率和截距的最小二乘估計(jì)分別為,.答案:(1)更適合(2),18萬元(3)(元)【解析】(1)解:由散點(diǎn)圖判斷更適合作為間接生產(chǎn)成本y與該產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量x的回歸方程類型;(2)解:令,先建立y關(guān)于的線性回歸方程,,,∴y關(guān)于的線性回歸方程為,∴y關(guān)于x的回歸方程為,當(dāng)時(shí),,即生產(chǎn)9千件產(chǎn)品時(shí),間接生產(chǎn)成本是18萬元;(3)解:設(shè)每件產(chǎn)品需修復(fù)的環(huán)節(jié)為個(gè),則,,設(shè)一件產(chǎn)品需修復(fù)的費(fèi)用為元,則,(元).【題型五獨(dú)立性檢驗(yàn)】例8(2023·浙江高三專題練習(xí))根據(jù)分類變量x與y的觀察數(shù)據(jù),計(jì)算得到.依據(jù)下面給出的臨界值表,0.500.400.250.150.100.050.0250.0100.0050.4550.7081.3232.0722.7063.8415.0246.6357.879可知下列判斷中正確的是(

)A.有95%的把握認(rèn)為變量x與y獨(dú)立B.有95%的把握認(rèn)為變量x與y不獨(dú)立C.變量x與y獨(dú)立,這個(gè)結(jié)論犯錯(cuò)誤的概率不超過10%D.變量x與y不獨(dú)立,這個(gè)結(jié)論犯錯(cuò)誤的概率不超過10%答案:D【解析】因?yàn)?,且,所以依?jù)表中給出的獨(dú)立性檢驗(yàn)知:變量x與y不獨(dú)立,這個(gè)結(jié)論犯錯(cuò)誤的概率不超過10%,故選:D例9(2023·四川成都·高三月考)2022年北京冬奧組委發(fā)布的《北京2022年冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)經(jīng)濟(jì)遺產(chǎn)報(bào)告(2023)》顯示,北京冬奧會(huì)已簽約45家贊助企業(yè),冬奧會(huì)贊助成為一項(xiàng)跨度時(shí)間較長的營銷方式.為了解該45家贊助企業(yè)每天銷售額與每天線上銷售時(shí)間之間的相關(guān)關(guān)系,某平臺(tái)對45家贊助企業(yè)進(jìn)行跟蹤調(diào)查,其中每天線上銷售時(shí)間不少于8小時(shí)的企業(yè)有20家,余下的企業(yè)中,每天的銷售額不足30萬元的企業(yè)占,統(tǒng)計(jì)后得到如下列聯(lián)表:銷售額不少于30萬元銷售額不足30萬元合計(jì)線上銷售時(shí)間不少于8小時(shí)1720線上銷售時(shí)間不

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