8.2 一元线性回归模型及其应用 -(人教A版2019选择性必修第二、三册) (教师版).docx
《8.2 一元线性回归模型及其应用 -(人教A版2019选择性必修第二、三册) (教师版).docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《8.2 一元线性回归模型及其应用 -(人教A版2019选择性必修第二、三册) (教师版).docx(19页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、元线性回归模型及其应用知识剖析1 一元线性回归模型用X表示父亲身高,y表示儿子身高,e表示随机误差,假定随机误差e的均值为0,方差为与父亲身高无关的 定值。2,则它们之间的关系可以表示为(Y = hx + a + e(.E(e) = 0 , D(e) = a2我们称它为y关于的一元线性回归模型.2线性回归方程对于变量和变量y,设经过随机抽样获得的成对样本数据为(右,%) ,(X2,%),(&,%),其中 ,%2,匕1和%,、2,%的均值分别为元和为 其中二 一一( 一 一)(- 一 歹)=扉1 项 -阻靠Gif-(a = y - bx我们将g=6 % +式称为y关于的经验回归方程,其图形称为经
2、验回归直线,这种求经验回归方程的方法叫 做最小二乘法.备注线性回归直线经过定点。,y).3残差分析通过观测得到的数据称为观测值,通过经验回归方程得到的夕称为预测量,观测值减去预测值称为残差,残 差是随机误差的估计结果,通过对残差的分析可以判断模型刻画数据的效果,以及判定原始数据是否存在可 疑数据,这方面的工作称为残差分析.通过观察残差图可以宜观判断模型是否满足一元线性回归模型中对随机误差的假设,那残差应是均值为0, 方差为。2的随机变量的观测值.4比较模型的拟合效果(0残差平方和残差平方和Q =,匕3 -9)2越小,拟合效果越好.()相关指数产2_1%Q -9尸优4%一9/”越大,残差平方和2
3、2式 一刃2越小,模型拟合效果越好.该产品的月销售单价应定为2元才能获得最大月利润为7百元.【典题3】某同学使用某品牌暖水瓶,其内胆规格如图所示.若水瓶内胆壁厚不计,且内胆如图分为 四个部分,它们分别为一个半球、一个大圆柱、一个圆台和一个小圆柱体,若其中圆台部分的体积为52科加3,且水瓶灌满水后盖上瓶塞时水溢出记盖上瓶塞后,水瓶的最大盛水量为匕求V;(2)该同学发现:该品牌暖水瓶盛不同体积的热水时,保温效果不同.为了研究保温效果最好时暖水瓶的盛 水体积,做以下实验:把盛有最大盛水最V的水的暖水瓶倒出不同体积的水,并记录水瓶内不同体积水在不 同时刻的水温,发现水温y(单位:。口与时刻满足线性回归
4、方程y = ct + d,通过计算得到如表:倒出体积xcm,0306090120拟合结果y = cxt + dy = c2t + dy = c3t + dy = c4t + dy = c5t + d倒出体积xcm?150180210.450拟合结果y = c6t + dy = c7t + dy = c8t + d.y = g6t + d注:表中倒出体积%(单位:5?)是指从最大盛水量中倒出的那部分水的体积.其中:ClQc3c4Csc6c7-1.4-1.3-1.2-1-1.1-0.9-0.8令w = c ,Wi = |cj fXi = 30(i - 1) ,i = 1 ,2 , 16.对于数据(
5、勺,“) = 1 ,2 ,7),可求得回归 直线为Li: w = Px + a,对于数据(勺,Wj)(i = 8,9,., 16),可求得回归直线为G: w = 0.0009% + 0.7.指出|c|的实际意义,并求出回归直线G的方程(参考数据:急标0.0032) ZoOO(ii)若订与G的交点横坐标即为最佳倒出体积,请问保温瓶约盛多少体积水时(盛水体积保留整数,且兀取 3.14)保温效果最佳?附:对于一组数据(小 ,%),(2力2),(n,%),其回归直线口 = 6 +左中的斜率和截距的最小二乘估计分别为蚱笔富需2 a = v-pu.2-i-i 17一切【解析】 依题意得,半球的半径为r =
6、 5czn,体积为匕=g x g x 125tt =等加病,大圆柱体积匕=257r x 20 = SOOttct?!3,小圆柱体积匕=4tt x 2 = Sncm3,.盖上瓶塞后,水瓶的最大盛水量为竽兀+ 5007T + 8兀+ 527r -芳万=640ncm3. JD(2)(i)|c|的实际意义为倒出女小3体积水时,暖水瓶内水的降温速率;越小,降温速率越小,保温效果越好;|C|越大,降温速率越大,保温效果越差;Xj = 30(i 1) J = 1 ,2,7,对于回归直线A:o)= Px + a,.宣= X|+M+ +必=90,=必+32+ +37= Ll, 77:=i (芍为3-万)=-81
7、, 7=1 (X-x) = 25200,.R =(占一5)(丝丁) = _= _-0.0032, Sill (Xj-x) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 使用时间/年252002800a = aj-p-x=l.l + 0,0032 x 90 = 1.388. 回归直线Li的方程为3 = -0.0032X + 1.388.z.xnv-vfa)= -0.0032x 4- 1.388 犯 1Z.7 o联叱= 0.0009%+ 0.7,得一1678 保温瓶最佳倒出体积约为167.8sn3.保温瓶盛水体积约为6407r - 167.8 640 x 3.14 - 167.8 = 1841.8cm3,
8、保温瓶盛水体积约为1841.8cm3时保温效果最佳.【点拨】 处理这些实际问题,理解题景与梳理每个变量之间的关系尤为重要.若题中没给到对应的数据,需要笔算,此时注意数据的对应关系避免用错数据出现运算失误,若在草稿 纸上能列个表格会清晰很多.【典题4】近年来,随着汽车消费的普及,二手车流通行业得到迅猛发展.某汽车交易市场对2017年成交的y252015105 平均交易价格/万元y252015105 平均交易价格/万元48121620使用时间/年图1二手车的交易前的使用时间(以下简称“使用时间)进行统计,得到如图1所示的频率分布直方图.在图1对使 用时间的分组中,将使用时间落入各组的频率视为概率.
9、(I)若在该交易市场随机选取3辆2017年成交的二手车,求恰有.2辆使用年限在(8 ,16的概率;(2)根据该汽车交易市场往年的数据,得到图2所示的散点图,其中(单位:年)表示二手车的使用时间,y(单 位:万元)表示相应的二手车的平均交易价格.由散点图判断,可采用y = e0+以作为该交易市场二手车平均交易价格y关于其使用年限高勺回归方程,相关数据如下表(表中匕=伍力,酿1匕):x y Y Z?=ix.Yi S?=i 阳25.58.71.9301.479.75385试选用表中数据,求出y关于工的回归方程;该汽车交易市场拟定两个收取佣金的方案供选择.甲:对每辆二手车统一收取成交价格的5%的佣金;
10、乙:对使用8年以内(含8年)的二手车收取成交价格的4%的佣金,对使用时间8年以上(不含8年)的二手 车收取成交价格的10%的佣金.假设采用何种收取佣金的方案不影响该交易市场的成交量,根据回归方程和图表1,并用各时间组的区间 中点值代表该组的各个值.判断该汽车交易市场应选择哪个方案能获得更多佣金.附注:对于一组数据(% , 女) ,(2/2),Qn ,%),其回归直线u = a+6的斜率和截距的最小二乘估计分 别为除矢常 ,a = v-p参考数据:e295 19.1, e1-75 5.75, e055 1.73, e-0-65 0.52, e-1-85 0.16.【解析】(1)由频率分布直方图知
11、,该汽车交易市场2017年成交的二手车使用时间在(8 ,12的频率为0.07 x 4 = 0.28,使用时间在(12 ,16的频率为703 x4 = 0.12.所以在该汽车交易市场2017年成交的二手车随机选取1辆,其使用时间在(8, 16的概率为 0.28+ 0.12 = 0.4,所以所求的概率为P =废OH ,(1 _ 0 4) = 0.288:(2)由y =1+取得my = a + bx,则V关于x的线性回归方程为丫 = a + dx,(通过两边取对数,换元法,把非一元线性回归模型变换为一元线性回归模型)小毛 _ (项一幻(。一亍)_ 鹉戈也-102干 _ 79.75-10X5.5XL9
12、 _2 孤(阳刃-?- 385-10x5.52 一 -J,(题中给到的参考数据没,以(勺一元)(匕一 P), 当(一元)2,需要对公式畛霁铝=骷察震进行转化)a = 7-/?% = 1.9- (-0.3) x 5.5 = 3.55,则丫关于的线性回归方程为,=3.55 - 0.3%,所以y关于x的回归方程为?=e3-55-3x;根据频率分布直方图和中的回归方程,对成交的二手汽车可预测:使用时间在(0 ,4的频率为0.05 x4 = 0.2,对应的成交价格的预测值为e355-O.3x2 = e2.95右19.1.(取组中值2作为代表该组的值算出预测值,以下类似)使用时间在(4 ,8的频率为0.0
13、9 x 4 = 0.36,对应的成交价格预测值为e3-55-0.3x6 = e1.75 5.75;使用时间在(8 ,12的频率为0.07 x4 = 0.28,对应的成交价格的预测值为。3.55-0.310 = e0.55、173;使用时间在(12 ,16的频率为0.03 x4 = 0.12,对应的成交价格的预测值为e3M-。3x14 =。-0.65 * 0.52;使用时间在(16 ,20的频率为0.01 X4 = 0.04,对应的成交价格的预测值为= e-L85 * 00.29,所以采用甲方案能获得更多佣金.【点拨】熟悉非一元线性回归模型变换为一元线性回归模型的基本套路;对题中给予的数据,要认
14、真梳理清楚,明确每个变量的实际意义,有些数据是“搅乱视听的,比如题中 的歹=8.7.巩固练习1(常设一个线性回归方程9=3 +1.2%,当变量%每增加一个单位时,则y的变化情况正确的是()A. y平均增加约1.2个单位B. y平均增加约3个单位C. y平均减少约1.2个单位D. y平均减少约3个单位【答案】A【解析】直线回归方程为夕=3+1.2x,变量x增加一个单位时,函数值要平均增加1.2个单位,故选:A.160 165 170 175 180 IS5 身;g9085SO7570658JJ50454)某运动制衣品牌为了成衣尺寸更精准,现选择15名志愿者,对其身高和臂展进行测量(单位:厘 米)
15、,左图为选取的15名志愿者身高与臂展的折线图,右图为身高与臂展所对应的散点图,并求得其回归 方程为夕=1.16% - 30.75,以下结论中不正确的为()2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 B 14 15一身高A. 15名志愿者身高的极差小于臂展的极差B. 15名志愿者身高和臂展成正相关关系C.可估计身高为190厘米的人臂展大约为189.65厘米D.身高相差10厘米的两人臂展都相差11.6厘米【答案】D【解析】对于A,身高极差大约是25,臂展极差大于等于30,故A正确;对于8,很明显根据散点图以及回归方程得到,身高矮展臂就会短一些,身高高一些,展臂就会长一些,故B正确;对于C,身
16、高为190厘米,代入回归方程可得展臂等于189.65厘米,但不是准确值,故C正确;对J- D,身高相差10厘米的两人展臂的估计值相差11.6厘米,但不是准确值,回归方程上的点并不都是准确的样本点,故。错误;故选:3(*)【多选题】5G技术的运营不仅提高了网络传输速度,更拓宽了网络资源的服务范围.目前,我国加速了5G技术的融合与创新,前景美好!某手机商城统计了5个月的5G手机销量,如表所示:月份 2020年6月 2020年7月 2020年8月 2020年9月 2020年10月月份编号X12345销量y/部5295a185227若y与线性相关,由上表数据求得线性回归方程为9=44x + 10,则下
17、列说法正确的是()A. 5G手机的销量逐月增加,平均每个月增加约10台B. a = 151C. y与正相关D.预计12月份该手机商城的5G手机销量约为318部【答案】BCD【解析】线性回归方程为夕=44x+IO, 5G手机的销量逐月增加,平均每个月增加约44台, 所以4不正确;根据表中数据,可得工=i+2+:+4+5=3, .-.y =44x3+10=142.于是,52+95+185+227= 142x5=710,即 a=151,故 8 正确;由回归方程中x的系数大于0,可知y与x正相关,且相关系数r0,故C正确;12 月份时,x=7, y =44x7+5=318 部,故。正确.故选:BCD.
18、4()已知某品牌的新能源汽车的使用年限(单位:年)与维护费用y(单位:千元)之间有如下数据:使用年限工单位:年)24568维护费用y(单位:千元)34.56.57.59x与y之间具有线性相关关系,且y关于的线性回归方程为夕=1.05x+G.据此估计,当使用年限为7年时, 维护费用约为 千元.附:线性回归方程夕= 6x +式中的系数,6 =飞吗:/,a = y-bx.【答案】8.2; Y rli 日方五 -2+4+5+6+8 - -3+4.5+6.5+7.5+930.5 , .【解析】由题思,x =5, y = =6.1,因为回归直线经过样本中心,所以6.1 = 1.05x5+6,解得a=0.8
19、5,1.05x4-0.85.当使用年限为7年时,维护费用约为1.05x7+0.85=8.2千元.5(*)科研人员在研制新冠肺炎疫苗过程中,利用小白鼠进行接种试验,现收集了小白鼠接种时的用药量(单位:亳克)和有效度y的7组数据,得到如下散点图及其统计量的值:XyajS?=i (Xf-X)2Xi=l (你-5兄Zi=i 3(力-刃2.713.410.51825486.4其中你=好,值= ;=1 3t.(I )根据散点图判断,y = a +以与y = c + d/哪一个更适合作为有效度y与用药量X的回归方程类型?(给出判断即可,不必说明理由)(11)根据(1 )的判断结果及表中数据建立y关于x的回归
20、方程.(川)若要使有效度达到75,则用药量至少为多少亳克?【答案】(I ) juc+Zr2 (2) y = -3.4+1.6X2(3) 7【解析】(I ),=C+dF更适合作为有效度y与用药量x的回归方程类型.(H )令则产c+da),:,d = 一初= =1.6, c = y- diJ =13.4-L6x 10.5=3.4,U=1(Wi-W)254,Ay = -3.4+1.6(d,故y关于x的回归方程为y = -3.4+1.6%2.(HI)当y =75 时,有 75=34+1.6?,解得产7,故要使有效度达到75,则用药量至少为7亳克.4)网上购物就是通过互联网检索商品信息,并通过电子订购单
21、发出购物请求,厂商通过邮购的方式 发货或通过快递公司送货上门,货到后通过银行转账、微信或支付宝支付等方式在线汇款.根据2019年 中国消费者信息研究,超过40%的消费者更加频繁地使用网上购物,使得网上购物和送货上门的需求量 激增,越来越多的消费者也首次通过第三方4PP、品牌官方网站和微信社群等平台进行购物.某天猫专 营店统计了 2020年8月5日至9日这5天到该专营店购物的人数y和时间第,天间的数据,列表如表:项 12345%75849398100(1)由表中给出的数据是否可用线性回归模型拟合人数1y与时间x之间的关系?若可用,估计8月1() 到该专营店购物的人数(人数用四舍五入法取整数;若|
22、川0.75,则线性相关程度很高,可用线性回归模 型拟合,计算/时精确到0.01).参考数据:V4340 65.88.附:相关系数r=)%(-幻5一力=届=1(勺与/E匕(y-y)2回归直线方程的斜率:5二鼻与/a=y-bx.Eh=i (Xi-x)2(2)运用分层抽样的方法从第I天和第5天到该专营店购物的人中随机抽取7人,再从这7人中任取3人 进行奖励,求这3人取自不同天的概率;该专营店为了吸引顾客,推出两种促销方案:方案一,购物金额每满100元可减10元;方案二,一次性购物金额超过800元可抽奖三次,每次中奖的概率均为j且每次抽奖互不影响,中奖一 次打9折,中奖两次打8折,中奖三次打6折.某顾
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 8.2 一元线性回归模型及其应用 -人教A版2019选择性必修第二、三册 教师版 一元 线性 回归 模型 及其 应用 人教 2019 选择性 必修 第二 教师版
链接地址:https://www.taowenge.com/p-69470907.html
限制150内