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課時(shí)作業(yè)(二十五)
1.下列兩個(gè)變量之間的關(guān)系是相關(guān)關(guān)系的是( )
A.正方體的棱長(zhǎng)和體積
B.角的弧度數(shù)和它的正弦值
C.速度一定時(shí)的路程和時(shí)間
D.日照時(shí)間與水稻的畝產(chǎn)量
答案 D
解析 因?yàn)橄嚓P(guān)關(guān)系就是兩個(gè)變量之間的一種非確定性關(guān)系,故可由兩個(gè)變量之間的關(guān)系確定答案.A,B,C均確定性關(guān)系,即函數(shù)關(guān)系,而D中日照時(shí)間與畝產(chǎn)量的關(guān)系是不確定的.故選D.
2.若回歸直線方程中的回歸系數(shù)=0,則相關(guān)系數(shù)( )
A.r=1 B.r=-1
C.r=0 D.無(wú)法確定
答案 C
解析 注意兩個(gè)系數(shù)之間的聯(lián)系.
2、=,
r=,兩個(gè)式子的分子是一致的,當(dāng)=0時(shí),r一定為0.故選C.
3.在兩個(gè)變量y與x的回歸模型中,分別選擇了4個(gè)不同的模型,它們的相關(guān)指數(shù)R2如下,其中擬合效果最好的模型是( )
A.模型1的相關(guān)指數(shù)R2為0.98
B.模型2的相關(guān)指數(shù)R2為0.80
C.模型3的相關(guān)指數(shù)R2為0.50
D.模型4的相關(guān)指數(shù)R2為0.25
答案 A
解析 相關(guān)指數(shù)R2的取值范圍為[0,1],若R2=1,即殘差平方和為0,此時(shí)預(yù)測(cè)值與觀測(cè)值相等.y與x是函數(shù)關(guān)系,也就是說(shuō)在相關(guān)關(guān)系中R2越接近于1,說(shuō)明隨機(jī)誤差的效應(yīng)越小,y與x相關(guān)程度越大,模型的擬合效果越好.R2=0,說(shuō)明模型中x與y根本
3、無(wú)關(guān).故選A.
4.若變量y與x之間的相關(guān)系數(shù)r=-0.936 2,則變量y與x之間( )
A.不具有線性相關(guān)關(guān)系
B.具有線性相關(guān)關(guān)系
C.它們的線性關(guān)系還要進(jìn)一步確定
D.不確定
答案 B
5.某醫(yī)學(xué)科研所對(duì)人體脂肪含量與年齡這兩個(gè)變量研究得到一組隨機(jī)樣本數(shù)據(jù),運(yùn)用Excel軟件計(jì)算得=0.577x-0.448(x為人的年齡,y為人體脂肪含量).對(duì)年齡為37歲的人來(lái)說(shuō),下面說(shuō)法正確的是( )
A.年齡為37歲的人體內(nèi)脂肪含量都為20.90%
B.年齡為37歲的人體內(nèi)脂肪含量為21.01%
C.年齡為37歲的人群中的大部分人的體內(nèi)脂肪含量為20.90%
D.年齡為3
4、7歲的大部分的人體內(nèi)脂肪含量為31.5%
答案 C
解析 當(dāng)x=37時(shí),=0.577×37-0.448=20.901≈20.90,由此估計(jì):年齡為37歲的人群中的大部分人的體內(nèi)脂肪含量為20.90%.
6.對(duì)變量x,y有觀測(cè)數(shù)據(jù)(xi,yi)(i=1,2,…,10),得散點(diǎn)圖(1);對(duì)變量u,v有觀測(cè)數(shù)據(jù)(ui,vi)(i=1,2,…,10),得散點(diǎn)圖(2).由這兩個(gè)散點(diǎn)圖可以判斷( )
A.變量x與y正相關(guān),u與v正相關(guān)
B.變量x與y正相關(guān),u與v負(fù)相關(guān)
C.變量x與y負(fù)相關(guān),u與v正相關(guān)
D.變量x與y負(fù)相關(guān),u與v負(fù)相關(guān)
答案 C
7.已知回歸直線的斜
5、率的估計(jì)值是1.23,樣本點(diǎn)的中心為(4,5),則回歸直線方程是________.
答案 =1.23x+0.08
解析 由斜率的估計(jì)值為1.23,且回歸直線一定經(jīng)過(guò)樣本點(diǎn)的中心(4,5),可得-5=1.23(x-4),
即=1.23x+0.08.
8.若一組觀測(cè)值(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)之間滿足yi=bxi+a+ei(i=1,2,…,n),且ei恒為0,則R2為________.
答案 1
解析 由ei恒為0知yi=i,即yi-i=0.
故R2=1-=1-0=1.
9.(2010·廣東)某市居民2005~2009年家庭平均收入x(單位:萬(wàn)元)
6、與年平均支出Y(單位:萬(wàn)元)的統(tǒng)計(jì)資料如下表所示:
年份
2005
2006
2007
2008
2009
收入x
11.5
12.1
13
13.3
15
支出Y
6.8
8.8
9.8
10
12
根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料,居民家庭年平均收入的中位數(shù)是________,家庭年平均收入與年平均支出有________線性相關(guān)關(guān)系.
答案 13 較強(qiáng)的
解析 由表中所給的數(shù)據(jù)知所求的中位數(shù)為13,畫出x與Y的散點(diǎn)圖知它們有較強(qiáng)的線性相關(guān)關(guān)系.
10.已知兩個(gè)變量x與y之間有線性相關(guān)性,5次試驗(yàn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)如下:
x
100
120
140
160
180
7、
y
45
54
62
75
92
那么變量y關(guān)于x的回歸方程是________.
答案 =0.575x-14.9
解析 由線性回歸的參數(shù)公式可求得=0.575,=-14.9,所以回歸方程為=0.575x-14.9.
11.下表提供了某廠節(jié)能降耗技術(shù)改造后生產(chǎn)甲產(chǎn)品過(guò)程中記錄的產(chǎn)量x(噸標(biāo)準(zhǔn)煤)與相應(yīng)的生產(chǎn)能耗y(噸標(biāo)準(zhǔn)煤)的幾組對(duì)照數(shù)據(jù).
x
3
4
5
6
y
2.5
3
4
4.5
(1)請(qǐng)畫出上表數(shù)據(jù)的散點(diǎn)圖;
(2)請(qǐng)根據(jù)上表提供的數(shù)據(jù),用最小二乘法求出y關(guān)于x的線性回歸方程=x+;
(3)已知該廠技改前100噸甲產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗為90噸標(biāo)
8、準(zhǔn)煤.試根據(jù)(2)求出的線性回歸方程,預(yù)測(cè)生產(chǎn)100噸甲產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗比技改前降低多少噸標(biāo)準(zhǔn)煤?
(參考數(shù)值:3×2.5+4×3+5×4+6×4.5=66.5)
解析 (1)散點(diǎn)圖如下圖所示.
(2)==4.5,
==3.5,
iyi=3×2.5+4×3+5×4+6×4.5=66.5,
=32+42+52+62=86.
∴=
==0.7,
=-=3.5-0.7×4.5=0.35.
∴=0.7x+0.35.
(3)現(xiàn)在生產(chǎn)100噸甲產(chǎn)品用煤
y=0.7×100+0.35
9、=70.35,
∴降低90-70.35=19.65(噸標(biāo)準(zhǔn)煤).
?重點(diǎn)班選做題
12.一臺(tái)機(jī)器使用時(shí)間較長(zhǎng),但還可以使用.它按不同的轉(zhuǎn)速生產(chǎn)出來(lái)的某機(jī)械零件有一些會(huì)有缺點(diǎn),每小時(shí)生產(chǎn)有缺點(diǎn)零件的多少隨機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的速度而變化,下表為抽樣試驗(yàn)結(jié)果:
轉(zhuǎn)速x(轉(zhuǎn)/秒)
16
14
12
8
每小時(shí)生產(chǎn)有缺點(diǎn)的零件數(shù)y(件)
11
9
8
5
(1)對(duì)變量y與x進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn);
(2)如果y與x有線性相關(guān)關(guān)系,求線性回歸方程;
(3)若實(shí)際生產(chǎn)中,允許每小時(shí)的產(chǎn)品中有缺點(diǎn)的零件最多為10個(gè),則機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度應(yīng)控制在什么范圍內(nèi)?
解析 (1)=12.5,=8.25.
10、iyi=438,4 =412.5,=660,=291,
所以r=
=
=≈≈0.995.
因?yàn)閞>0.75,所以y與x有線性相關(guān)關(guān)系.
(2)=0.728 6x-0.857 1.
(3)要使≤10,即0.728 6x-0.857 1≤10,
所以x≤14.901 3.
所以機(jī)器的轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在14.901 3轉(zhuǎn)/秒以下.
1.甲、乙、丙、丁四位同學(xué)各自對(duì)A、B兩變量的線性相關(guān)性作試驗(yàn),并用回歸分析方法分別求得相關(guān)系數(shù)r與殘差平方和m如下表:
甲
乙
丙
丁
r
0.82
0.78
0.69
0.85
m
106
115
124
103
11、
則試驗(yàn)結(jié)果體現(xiàn)A、B兩變量更強(qiáng)的線性相關(guān)性的是同學(xué)( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
答案 D
解析 由表可知,丁同學(xué)的相關(guān)系數(shù)r最大且殘差平方和m最小,故丁同學(xué)的試驗(yàn)結(jié)果體現(xiàn)A、B兩變量更強(qiáng)的線性相關(guān)性.
2.若某函數(shù)型相對(duì)一組數(shù)據(jù)的殘差平方和為89,其相關(guān)指數(shù)為0.95,則總偏差平方和為________,回歸平方和為________.
答案 1 780 1 691
解析 R2=1-,0.95=1-,
∴總偏差平方和為1 780.
回歸平方和=總偏差平方和-殘差平方和=1 780-89=1 691.
3.對(duì)于x與y有如下觀測(cè)數(shù)據(jù):
x
18
25
12、30
39
41
42
49
52
y
3
5
6
7
8
8
9
10
(1)作出散點(diǎn)圖;
(2)對(duì)x與y作回歸分析;
(3)求出y與x的回歸直線方程;
(4)根據(jù)回歸直線方程,預(yù)測(cè)y=20時(shí)x的值.
答案 (1)作出散點(diǎn)圖,如圖
(2)作相關(guān)性檢驗(yàn).
=×(18+25+30+39+41+42+49+52)==37,
=×(3+5+6+7+8+8+9+10)=7,
=182+252+302+392+412+422+492+522=11 920,
=32+52+62+72+82+82+92+102=428,
iyi=18
13、×3+25×5+30×6+39×7+41×8+42×8+49×9+52×10=2 257,
iyi-8 =2 257-8×37×7=185,
-82=11 920-8×372=968,
-82=428-8×72=36,
∴r==≈0.991.
由于r=0.991>0.75,因此,認(rèn)為兩個(gè)變量有很強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系.
(3)回歸系數(shù)==≈0.191,
=-=7-0.191×37=-0.067,
所以y對(duì)x的回歸直線方程為=0.191x-0.067.
14、(4)當(dāng)y=20時(shí),有20=0.191x-0.067,得x≈105.因此在y的值為20時(shí),x的值約為105.
4.以下是收集到的房屋的銷售價(jià)格y與房屋的大小x的有關(guān)數(shù)據(jù).
x(m2)
115
110
80
135
105
y(萬(wàn)元)
24.8
21.6
18.4
29.2
22
若y與x呈線性相關(guān)關(guān)系,求回歸直線方程.
解析 作出散點(diǎn)圖.
由圖可知房屋的銷售價(jià)格與房屋的大小線性相關(guān).
=(24.8+21.6+18.4+29.2+22)=23.2,
=(115+110+80+135+105)=109,
=1152+1102+802+1352+1052=6
15、0 975,
iyi=24.8×115+21.6×110+18.4×80+29.2×135+105×22=12 952.
===≈0.196 2.
=-=23.2-0.196 2×109=1.814 2,
所以y對(duì)x的回歸直線方程為=0.196 2x+1.814 2.
5.一個(gè)車間為了規(guī)定工時(shí)定額,需要確定加工零件所花費(fèi)的時(shí)間,為此進(jìn)行了10次試驗(yàn),測(cè)得數(shù)據(jù)如下:
零件數(shù)x(個(gè))
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
加工時(shí)間y(分)
62
68
75
81
89
16、
95
102
108
115
122
(1)計(jì)算總偏差平方和,殘差及殘差平方和;
(2)求出相關(guān)指數(shù)R2;
(3)進(jìn)行殘差分析.
解析 (1)列出殘差表(=0.668x+54.960,=91.7)
i
62
68
75
81
89
95
102
108
115
122
61.6
68.3
75.0
81.7
88.4
95.0
101.7
108.4
115.1
121.8
yi-
-29.7
-23.7
-16.7
-10.7
-2.7
3.3
10.3
16.3
23.3
30.3
yi-i
0.4
17、
-0.3
0
-0.7
0.6
0
0.3
-0.4
-0.1
0.2
所以(yi-)2=(-29.7)2+(-23.7)2+…+30.32=3 688.1.
(yi-i)2=0.42+(-0.3)2+…+0.22=1.4.
即總偏差平方和為3 688.1,殘差平方和為1.4,殘差值如表中第四行的值.
(2)R2=1-≈1-0.000 38=0.999 62,相關(guān)指數(shù)R2非常接近于1,回歸直線模型擬合效果較好.
(3)作出殘差圖甲
圖甲:橫坐標(biāo)為零件個(gè)數(shù),縱坐標(biāo)為殘差.
(4)殘差分析:由散點(diǎn)圖乙和r的值(知識(shí)點(diǎn)二的例題,r=0.999 8)可以說(shuō)明x與y有很強(qiáng)的相關(guān)性,由R2的值可以看出回歸直線模型的擬合效果很好.由殘差圖可以觀察到,第4個(gè)樣本點(diǎn)和第5個(gè)樣本點(diǎn)的殘差比較大,需要確認(rèn)在采集這兩個(gè)樣本點(diǎn)的過(guò)程中是否有人為的失誤,如果有則需要糾正數(shù)據(jù),重新利用線性回歸模型擬合數(shù)據(jù);由殘差圖中的殘差點(diǎn)比較均勻地落在水平的帶狀區(qū)域中(在兩條直線y=-0.65和y=0.67之間),也說(shuō)明選用的線性回歸模型較為合適,帶狀區(qū)域的寬度僅為1.32,比較狹窄,說(shuō)明模型擬合精度較高!
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