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1、2015高中數(shù)學(xué) 2.3變量間的相關(guān)關(guān)系總結(jié) 新人教A版必修3
線性相關(guān)關(guān)系判斷
[例1] 下表是某地的年降雨量與年平均氣溫,判斷兩者是相關(guān)關(guān)系嗎?求回歸直線方程有意義嗎?
年平均氣溫(℃)
12.51
12.74
12.74
13.69
13.33
12.84
13.05
年降雨量(mm)
748
542
507
813
574
701
432
[自主解答] 以x軸為年平均氣溫,y軸為年降雨量,可得相應(yīng)的散點(diǎn)圖如圖所示.
因?yàn)閳D中各點(diǎn)并不在一條直線附近,所以兩者不具有相關(guān)關(guān)系,求回歸直線也是沒有意義的.
—————————————————
2、—
1.兩個(gè)變量x和y相關(guān)關(guān)系的確定方法
(1)散點(diǎn)圖法:通過散點(diǎn)圖,觀察它們的分布是否存在一定規(guī)律,直觀地判斷;
(2)表格、關(guān)系式法:結(jié)合表格或關(guān)系式進(jìn)行判斷;
(3)經(jīng)驗(yàn)法:借助積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析判斷.
2.判斷兩個(gè)變量x和y間是否具有線性相關(guān)關(guān)系,常用的簡便方法就是繪制散點(diǎn)圖,如果發(fā)現(xiàn)點(diǎn)的分布從整體上看大致在一條線附近,那么這兩個(gè)變量就是線性相關(guān)的,注意不要受個(gè)別點(diǎn)的位置的影響.
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1.以下是在某地搜集到的不同樓盤新房屋的銷售價(jià)格y(單位:萬元)和房屋面積x(單位:m2)的數(shù)據(jù):
房屋面積x
3、(m2)
115
110
80
135
105
銷售價(jià)格y(萬元)
24.8
21.6
19.4
29.2
22
(1)畫出數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的散點(diǎn)圖;
(2)判斷新房屋的銷售價(jià)格和房屋面積之間是否具有相關(guān)關(guān)系?如果有相關(guān)關(guān)系,是正相關(guān)還是負(fù)相關(guān)?
解:(1)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的散點(diǎn)圖如圖所示.
(2)通過以上數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的散點(diǎn)圖可以判斷,新房屋的銷售價(jià)格和房屋的面積之間具有相關(guān)關(guān)系,且是正相關(guān).
求回歸直線方程
[例2] 已知10只狗的血球體積及紅血球數(shù)的測量值如下表:
x(血球體積)(mm3)
45
42
46
48
42
35
58
40
39
4、
50
y(紅血球數(shù))(百萬)
6.53
6.30
9.52
7.50
6.99
5.90
9.49
6.20
6.55
8.72
若由資料知,y對(duì)x呈線性相關(guān)關(guān)系,
(1)畫出上表的散點(diǎn)圖;
(2)求出回歸直線方程并畫出圖形.
[自主解答] (1)散點(diǎn)圖如圖所示:
(2)由題意可知:
=(45+42+46+48+42+35+58+40+39+50)=44.50,
=(6.53+6.30+9.52+7.50+6.99+5.90+9.49+6.20+6.55+8.72)=7.37.
設(shè)回歸直線方程為=x+,
則=≈0.175,=-≈-0.427.
所
5、以所求的回歸直線方程為=0.175x-0.427,
其圖形如圖所示.
——————————————————
(4)寫出回歸方程=+x.
2.求回歸直線方程的適用條件
兩個(gè)變量具有線性相關(guān)性,若題目沒有說明相關(guān)性,則必須對(duì)兩個(gè)變量進(jìn)行相關(guān)性判斷.
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2.隨著人們經(jīng)濟(jì)收入的不斷增長,個(gè)人購買家庭轎車已不再是一種時(shí)尚.車的使用費(fèi)用,尤其是隨著使用年限的增多,所支出的費(fèi)用到底會(huì)增長多少,一直是購車一族非常關(guān)心的問題.某汽車銷售公司作了一次抽樣調(diào)查,并統(tǒng)計(jì)得出某款車的使用年限x與所支出的總費(fèi)用y(萬元)
6、有如下的數(shù)據(jù)資料:
使用年限x
2
3
4
5
6
總費(fèi)用y
2.2
3.8
5.5
6.5
7.0
若由資料,知y對(duì)x呈線性相關(guān)關(guān)系.試求:
線性回歸方程=x+的回歸系數(shù)、.
解:列表:
i
1
2
3
4
5
xi
2
3
4
5
6
yi
2.2
3.8
5.5
6.5
7.0
xiyi
4.4
11.4
22.0
32.5
42.0
x
4
9
16
25
36
=4,=5,=90,iyi=112.3
于是===1.23;
=-b=5-1.23×4=0.08.
利用回歸直線方程對(duì)總
7、體進(jìn)行估計(jì)
[例3] 下表是某地搜集到的新房屋的銷售價(jià)格y(單位:萬元)和房屋的面積x(單位:m2)的數(shù)據(jù):
x
115
110
80
135
105
y
44.8
41.6
38.4
49.2
42
(1)畫出散點(diǎn)圖;
(2)求回歸方程;
(3)根據(jù)(2)的結(jié)果估計(jì)當(dāng)房屋面積為150 m2時(shí)的銷售價(jià)格.
[自主解答]
(1)散點(diǎn)圖如圖所示.
(2)由散點(diǎn)圖可以看出,這些點(diǎn)大致分布在一條直線的附近,可求回歸方程.由表中的數(shù)據(jù),用計(jì)算器計(jì)算得=109,=43.2,=60 975,iyi=23 852.
則===≈0.196,=- =43.2-0.19
8、6×109=21.836.故所求回歸方程為=0.196x+21.836.
(3)根據(jù)上面求得的回歸方程,當(dāng)房屋面積為150 m2時(shí),銷售價(jià)格的估計(jì)值為0.196×150+21.836=51.236(萬元).
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(2)如果散點(diǎn)在一條直線附近,用公式、并寫出線性回歸方程;
(3)根據(jù)線性回歸方程對(duì)總體進(jìn)行估計(jì).
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3.一臺(tái)機(jī)器由于使用時(shí)間較長,生產(chǎn)的零件有一些會(huì)有缺損,按不同轉(zhuǎn)速生產(chǎn)出來的零件有缺損的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下表所示:
轉(zhuǎn)速x(轉(zhuǎn)/秒)
16
14
12
9、8
每小時(shí)生產(chǎn)有缺損零件數(shù)y(個(gè))
11
9
8
5
(1)作出散點(diǎn)圖;
(2)如果y與x線性相關(guān),求出回歸直線方程;
(3)若實(shí)際生產(chǎn)中,允許每小時(shí)的產(chǎn)品中有缺損的零件最多為10個(gè),那么,機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度應(yīng)控制在什么范圍內(nèi)?
解:(1)作散點(diǎn)圖如圖所示:
(2)由散點(diǎn)圖可知y與x線性相關(guān).
故可設(shè)回歸直線方程為
=bx+a.
依題意,用計(jì)算器可算得:
=12.5,=8.25,=660,
iyi=438.
∴b=≈0.73,
a=-b =8.25-0.73×12.5=-0.875.
∴所求回歸直線方程為=0.73x-0.875.
(3)令=10,得0.7
10、3x-0.875=10,解得x≈15.
即機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度應(yīng)控制在15轉(zhuǎn)/秒內(nèi).
下列各散點(diǎn)圖,其中兩個(gè)變量具有相關(guān)關(guān)系的是________(填序號(hào)).
[錯(cuò)解] 相關(guān)關(guān)系對(duì)應(yīng)的圖形都是離散圖,故①不正確;②圖中的點(diǎn)分布在一條直線附近,具有相關(guān)關(guān)系;③④圖中的點(diǎn)不在一條直線附近,不能反應(yīng)兩個(gè)變量的變化規(guī)律,不是相關(guān)關(guān)系.
[答案]?、?
[錯(cuò)因] 錯(cuò)解的原因是:誤認(rèn)為只有點(diǎn)分布在一條直線附近才具有相關(guān)關(guān)系,混淆了“相關(guān)關(guān)系”和“線性相關(guān)”的概念,實(shí)質(zhì)上,線性相關(guān)關(guān)系是相關(guān)關(guān)系的一種特殊情況,散點(diǎn)圖只要能反映兩個(gè)變量的變化規(guī)律,就具有相關(guān)關(guān)系.
[正解] 相關(guān)關(guān)系對(duì)應(yīng)的圖形是離散
11、圖,故①不是相關(guān)關(guān)系;②③都能反映兩個(gè)變量的變化規(guī)律,它們都是相關(guān)關(guān)系;④圖中的點(diǎn)散亂地分布在坐標(biāo)平面內(nèi),不能反映兩個(gè)變量的變化規(guī)律,不是相關(guān)關(guān)系.
[答案]?、冖?
1.兩個(gè)變量之間的相關(guān)關(guān)系是一種( )
A.確定性關(guān)系 B.線性關(guān)系
C.非確定性關(guān)系 D.非線性關(guān)系
答案:C
2.設(shè)有一個(gè)回歸方程為=-1.5x+2,則變量x增加一個(gè)單位時(shí)( )
A.y平均增加1.5個(gè)單位 B.y平均增加2個(gè)單位
C.y平均減少1.5個(gè)單位 D.y平均減少2個(gè)單位
解析:∵兩個(gè)變量線性負(fù)相關(guān),
∴變量x增加一個(gè)單位,y平均減少1.5個(gè)單位.
答案:C
12、
3.(2012·新課標(biāo)全國高考)在一組樣本數(shù)據(jù)(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)(n≥2,x1,x2,…,xn不全相等)的散點(diǎn)圖中,若所有樣本點(diǎn)(xi,yi)(i=1,2,…,n)都在直線y=x+1上,則這組樣本數(shù)據(jù)的樣本相關(guān)系數(shù)為( )
A.-1 B.0
C. D.1
解析:因?yàn)樗械狞c(diǎn)都在直線上,所以它就是確定的函數(shù)關(guān)系,所以相關(guān)系數(shù)為1.
答案:D
4.有關(guān)線性回歸的說法,正確的是________.
①相關(guān)關(guān)系的兩個(gè)變量不是因果關(guān)系;
②散點(diǎn)圖能直觀地反映數(shù)據(jù)的相關(guān)程度;
③回歸直線最能代表線性相關(guān)的兩個(gè)變量之間的關(guān)系;
④任一組數(shù)據(jù)都有回歸
13、方程.
解析:只有線性相關(guān)的數(shù)據(jù)才有回歸直線.故①②③均正確,④不正確.
答案:①②③
5.(2011·遼寧高考)調(diào)查了某地若干戶家庭的年收入x(單位:萬元)和年飲食支出y(單位:萬元),調(diào)查顯示年收入x與年飲食支出y具有線性相關(guān)關(guān)系,并由調(diào)查數(shù)據(jù)得到y(tǒng)對(duì)x的回歸直線方程:=0.254x+0.321.由回歸直線方程可知,家庭年收入每增加1萬元,年飲食支出平均增加________萬元.
解析:以x+1代替x,得=0.254(x+1)+0.321,與=0.254x+0.321相減可得,年飲食支出平均增加0.254萬元.
答案:0.254
6.在某種產(chǎn)品表面進(jìn)行腐蝕線實(shí)驗(yàn),得到腐蝕深度y與腐蝕時(shí)間t之間對(duì)應(yīng)的一組數(shù)據(jù):
時(shí)間t(s)
5
10
15
20
30
40
50
60
70
90
120
深度y(μm)
6
10
10
13
16
17
19
23
25
29
46
(1)畫出散點(diǎn)圖;
(2)試求腐蝕深度y對(duì)時(shí)間t的回歸直線方程.
解:(1)
(2)經(jīng)計(jì)算可得:
=46.36,=19.45,=36 750,iyi=13 910.
==≈0.3,
=-b≈19.45-0.3×46.36=5.542.
故所求的回歸直線方程為=0.3t+5.542.