高中數(shù)學(xué)北師大版選修2－3同步導(dǎo)學(xué)案：第3章 章末分層突破

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1、2019年北師大版精品數(shù)學(xué)資料 章末分層突破 [自我校對(duì)] ①回歸分析 ②獨(dú)立性檢驗(yàn) ③相關(guān)系數(shù) ④相互獨(dú)立事件 　　 回歸分析 分析兩個(gè)變量線性相關(guān)的常用方法： (1)散點(diǎn)圖法，該法主要是用來(lái)直觀地分析兩變量間是否存在相關(guān)關(guān)系． (2)相關(guān)系數(shù)法，該法主要是從量上分析兩個(gè)變量間相互聯(lián)系的密切程度，|r|越接近于1，相關(guān)程度越大；|r|越接近于0，相關(guān)程度越?。? 　下表是一位母親給兒子作的成長(zhǎng)記錄： 年齡/周歲 3 4 5 6 7 8 9 身高/cm 90.8 97.6 104.2 110.9 115.6 122.0 12

2、8.5 年齡/周歲 10 11 12 13 14 15 16 身高/cm 134.2 140.8 147.6 154.2 160.9 167.5 173.0 (1)年齡和身高之間具有怎樣的相關(guān)關(guān)系？ (2)如果年齡(3周歲～16周歲之間)相差5歲，其身高有多大差異？ (3)如果身高相差20 cm，其年齡相差多少？ 【精彩點(diǎn)撥】　本例考查對(duì)兩個(gè)變量進(jìn)行回歸分析．首先求出相關(guān)系數(shù)，根據(jù)相關(guān)系數(shù)的大小判斷其是否線性相關(guān)，由此展開運(yùn)算． 【規(guī)范解答】　(1)設(shè)年齡為x，身高為y，則＝(3＋4＋…＋15＋16)＝9.5， ＝(90.8＋97.6＋…＋167.5

3、＋173.0)≈131.985 7， x＝1 491，y＝252 958.2，xiyi＝18 990.6，14 ≈17 554.1， ∴x－14()2＝227.5，y－14()2≈9 075.05， xiyi－14 ＝1 436.5， ∴r＝ ＝≈0.999 7. 因此，年齡和身高之間具有較強(qiáng)的線性相關(guān)關(guān)系． (2)由(1)得b＝＝≈6.314， a＝－b＝131.985 7－6.3149.5≈72， ∴x與y的線性回歸方程為y＝6.314x＋72. 因此，如果年齡相差5歲，那么身高相差6.3145＝31.57(cm)． (3)如果身高相差20 cm，年齡相差≈3.168

4、 ≈3(歲)． [再練一題] 1．某運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練次數(shù)與運(yùn)動(dòng)成績(jī)之間的數(shù)據(jù)關(guān)系如下： 次數(shù)x 30 33 35 37 39 44 46 50 成績(jī)y 30 34 37 39 42 46 48 51 (1)作出散點(diǎn)圖； (2)求出回歸直線方程； (3)計(jì)算相關(guān)系數(shù)并進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)； (4)試預(yù)測(cè)該運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練47次及55次的成績(jī)． 【解】　(1)作出該運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練次數(shù)x與成績(jī)y之間的散點(diǎn)圖，如圖所示，由散點(diǎn)圖可知，它們之間具有線性相關(guān)關(guān)系． (2)列表計(jì)算： 次數(shù)xi 成績(jī)yi x y xiyi 30 30 900 900 9

5、00 33 34 1 089 1 156 1 122 35 37 1 225 1 369 1 295 37 39 1 369 1 521 1 443 39 42 1 521 1 764 1 638 44 46 1 936 2 116 2 024 46 48 2 116 2 304 2 208 50 51 2 500 2 601 2 550 由上表可求得＝39.25，＝40.875， ＝12 656， ＝13 731，iyi＝13 180， ∴b＝≈1.041 5， a＝－b＝－0.003 88， ∴回歸直線方程為

6、y＝1.041 5x－0.003 88. (3)計(jì)算相關(guān)系數(shù)r＝0.992 7，因此運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)和訓(xùn)練次數(shù)兩個(gè)變量有較強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系． (4)由上述分析可知，我們可用回歸直線方程y＝1.041 5x－0.003 88作為該運(yùn)動(dòng)員成績(jī)的預(yù)報(bào)值． 將x＝47和x＝55分別代入該方程可得y≈49和y≈57.故預(yù)測(cè)該運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練47次和55次的成績(jī)分別為49和57. 獨(dú)立性檢驗(yàn) 獨(dú)立性檢驗(yàn)問(wèn)題的基本步驟為： (1)找相關(guān)數(shù)據(jù)，作列聯(lián)表． (2)求統(tǒng)計(jì)量χ2. (3)判斷可能性，注意與臨界值做比較，得出事件有關(guān)的可信度． 　考察黃煙經(jīng)過(guò)藥物處理跟發(fā)生青花病的關(guān)系，得到如下數(shù)據(jù)：在試驗(yàn)的

7、470株黃煙中，經(jīng)過(guò)藥物處理的黃煙有25株發(fā)生青花病，60株沒(méi)有發(fā)生青花病；未經(jīng)過(guò)藥物處理的有185株發(fā)生青花病，200株沒(méi)有發(fā)生青花?。囃茢嘟?jīng)過(guò)藥物處理跟發(fā)生青花病是否有關(guān)系． 【精彩點(diǎn)撥】　提出假設(shè)，根據(jù)22列聯(lián)表求出χ2，從而進(jìn)行判斷． 【規(guī)范解答】　由已知得到下表： 藥物處理 未經(jīng)過(guò)藥物處理 總計(jì) 青花病 25 185 210 無(wú)青花病 60 200 260 總計(jì) 85 385 470 假設(shè)經(jīng)過(guò)藥物處理跟發(fā)生青花病無(wú)關(guān)． 根據(jù)22列聯(lián)表中的數(shù)據(jù)，可以求得χ2＝≈9.788. 因?yàn)棣?＞7.879， 所以我們有99. 5%的把握認(rèn)為經(jīng)過(guò)藥物

8、處理跟發(fā)生青花病是有關(guān)系的． [再練一題] 2．某學(xué)校高三年級(jí)有學(xué)生1 000名，經(jīng)調(diào)查研究，其中750名同學(xué)經(jīng)常參加體育鍛煉(稱為A類同學(xué))，另外250名同學(xué)不經(jīng)常參加體育鍛煉(稱為B類同學(xué))．現(xiàn)用分層抽樣方法(按A類、B類分兩層)從該年級(jí)的學(xué)生中共抽查100名同學(xué)，如果以身高達(dá)165 cm作為達(dá)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)抽取的100名學(xué)生，得到以下列聯(lián)表： 體育鍛煉與身高達(dá)標(biāo)22列聯(lián)表 身高達(dá)標(biāo) 身高不達(dá)標(biāo) 總計(jì) 積極參加體育鍛煉 40 不積極參加體育鍛煉 15 總計(jì) 100 (1)完成上表． (2)請(qǐng)問(wèn)體育鍛煉與身高達(dá)標(biāo)是否有關(guān)系(χ2值精確到

9、0.01)? 參考公式：χ2＝. 【解】　(1) 身高達(dá)標(biāo) 身高不達(dá)標(biāo) 總計(jì) 積極參加體育鍛煉 40 35 75 不積極參加體育鍛煉 10 15 25 總計(jì) 50 50 100 (2)根據(jù)列聯(lián)表得 χ2＝≈1.33＜2.706， 所以沒(méi)有充分的理由說(shuō)明體育鍛煉與身高達(dá)標(biāo)有關(guān)系. 1．(2015湖北高考)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) 【解析】　因?yàn)閥＝

10、－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＝by＋a，b>0，則z＝by＋a＝－0.1bx＋b＋a，故x與z負(fù)相關(guān)． 【答案】　C 2．(2015福建高考)為了解某社區(qū)居民的家庭年收入與年支出的關(guān)系，隨機(jī)調(diào)查了該社區(qū)5戶家庭，得到如下統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表： 收入x(萬(wàn)元) 8.2 8.6 10.0 11.3 11.9 支出y(萬(wàn)元) 6.2 7.5 8.0 8.5 9.8 根據(jù)上表可得回歸直線方程y＝bx＋a，其中b＝0.76，a＝－b.據(jù)此估計(jì)，該社區(qū)一戶年收入為15萬(wàn)元家庭的年支出為(　　) A．11.4萬(wàn)元　　　　　 B．11.8萬(wàn)元 C

11、．12.0萬(wàn)元 D．12.2萬(wàn)元 【解析】　由題意知，＝＝10， ＝＝8， ∴a＝8－0.7610＝0.4， ∴當(dāng)x＝15時(shí)，y＝0.7615＋0.4＝11.8(萬(wàn)元)． 【答案】　B 3．(2014湖北高考)根據(jù)如下樣本數(shù)據(jù) x 3 4 5 6 7 8 y 4.0 2.5 －0.5 0.5 －2.0 －3.0 得到的回歸方程為＝bx＋a，則(　　) A．a(chǎn)＞0，b＜0 B．a(chǎn)＞0，b＞0 C．a(chǎn)＜0，b＜0 D．a(chǎn)＜0，b＞0 【解析】　作出散點(diǎn)圖如下： 觀察圖象可知，回歸直線＝bx＋a的斜率b＜0，當(dāng)x＝0時(shí)，＝a＞0.故a＞0，b＜0

12、. 【答案】　A 4．(2016全國(guó)卷Ⅲ)如圖31是我國(guó)2008年至2014年生活垃圾無(wú)害化處理量(單位：億噸)的折線圖． 注：年份代碼1～7分別對(duì)應(yīng)年份2008～2014. 圖31 (1)由折線圖看出，可用線性回歸模型擬合y與t的關(guān)系，請(qǐng)用相關(guān)系數(shù)加以說(shuō)明； (2)建立y關(guān)于t的回歸方程(系數(shù)精確到0.01)，預(yù)測(cè)2016年我國(guó)生活垃圾無(wú)害化處理量． 附注： 參考數(shù)據(jù)：yi＝9.32，tiyi＝40.17，＝0.55，≈2.646. 參考公式：相關(guān)系數(shù)r＝，回歸方程＝a＋bt中斜率和截距的最小二乘估計(jì)公式分別為b＝，a＝－b. 【解】　(1)由折線圖中的數(shù)據(jù)和附注中的參考數(shù)據(jù)得 ＝4，(ti－)2＝28，＝0.55， (ti－)(yi－)＝tiyi－yi＝40.17－49.32＝2.89， ∴r≈≈0.99. 因?yàn)閥與t的相關(guān)系數(shù)近似為0.99，說(shuō)明y與t的線性相關(guān)程度相當(dāng)大，從而可以用線性回歸模型擬合y與t的關(guān)系． (2)由＝≈1.331及(1)得 b＝＝≈0.103. a＝－b≈1.331－0.1034≈0.92. 所以y關(guān)于t的回歸方程為＝0.92＋0.10t. 將2016年對(duì)應(yīng)的t＝9代入回歸方程得＝0.92＋0.109＝1.82. 所以預(yù)測(cè)2016年我國(guó)生活垃圾無(wú)害化處理量約為1.82億噸．