高考数学大一轮复习第九章算法初步统计统计案例第四节变量间的相关关系与统计案例教师用书理.doc

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1、- 1 -第四节第四节 变量间的相关关系与统计案例变量间的相关关系与统计案例2017 考纲考题考情考纲要求真题举例命题角度1.以选择题、填空题的形式考查求线性回归系数或利用线性回归方程进行预测，在给出临界值的情况下判断两个变量是否有关；1.会作两个相关变量的数据的散点图，会利用散点图认识变量间的相关关系；2.了解最小二乘法的思想，能根据给出的线性回归方程系数公式建立线性回归方程；3.了解独立性检验(只要求 22 列联表)的基本思想、方法及其简单应用；4.了解回归分析的基本思想、方法及其简单应用。2016，全国卷，18,12分(线性回归分析)2015，全国卷，19,12分(线性回归分析)2015

2、，福建卷，4,5 分(线性回归分析)2014，安徽卷，18,12 分(独立性检验)2.在解答题中与频率分布结合考查线性回归方程的建立及应用和独立性检验的应用。微知识 小题练自|主|排|查1两个变量的线性相关(1)正相关在散点图中，点散布在从左下角到右上角的区域，对于两个变量的这种相关关系，我们将它称为正相关。(2)负相关在散点图中，点散布在从左上角到右下角的区域，对于两个变量的这种相关关系，我们将它称为负相关。(3)线性相关关系、回归直线如果散点图中点的分布从整体上看大致在一条直线附近，我们就称这两个变量之间具有线性相关关系，这条直线叫做回归直线。2回归方程(1)最小二乘法使得样本数据的点到回

3、归直线的距离的平方和最小的方法叫做最小二乘法。(2)回归方程- 2 -方程 x 是两个具有线性相关关系的变量的一组数据(x1，y1)，(x2，y2)，yba，(xn，yn)的回归方程，其中 ， 是待定参数。abError!3回归分析(1)定义：对具有相关关系的两个变量进行统计分析的一种常用方法。(2)样本点的中心对于一组具有线性相关关系的数据(x1，y1)，(x2，y2)，(xn，yn)中( ， )称为样本xy点的中心。(3)相关系数当r0 时，表明两个变量正相关；当r3.841，可知有 95%的把握，认为药物有效。故选 B。【答案】 B- 4 -二、双基查验1观察下列各图：其中两个变量x，y

4、具有相关关系的图是( )A BC D【解析】 由散点图知具有相关关系。故选 C。【答案】 C2(2016葫芦岛模拟)某商品销售量Y(件)与销售价格x(元/件)负相关，则其回归直线方程可能是( )A. 10x200 B. 10x200yyC. 10x200 D. 10x200yy【解析】 因为商品销售量Y(件)与销售价格x(元/件)负相关，所以 0，所以应选 A。【答案】 A3已知x，y的取值如下表，从散点图可以看出y与x线性相关，且回归方程为0.95xa，则a( )yx0134y2.24.34.86.7A.3.25 B2.6C2.2 D0- 5 -【解析】 由已知得2，4.5，因为回归直线经过

5、点(，)，所以xyxya4.50.9522.6。故选 B。【答案】 B4在吸烟与患肺病这两个分类变量的计算中，下列说法正确的是( )A若K2的观测值为k6.635，我们有 99%的把握认为吸烟与患肺病有关系，那么在100 个吸烟的人中必有 99 人患有肺病B从独立性检验可知，有 99%的把握认为吸烟与患肺病有关时，我们说某人吸烟，那么他有 99%的可能患有肺病C若从统计量中求出有 95%的把握认为吸烟与患肺病有关系，是指有 5%的可能性使得推断出现错误D以上三种说法都不正确【解析】 根据独立性检验的思想知 C 项正确。【答案】 C微考点 大课堂考点一 相关关系的判断【典例 1】 (1)下列四个

6、散点图中，变量x与y之间具有负的线性相关关系的是( )(2)为研究语文成绩和英语成绩之间是否具有线性相关关系，统计某班学生的两科成绩得到如图所示的散点图(x轴、y轴的单位长度相同)，用回归直线方程 bxa近似地刻画其相关关系，根据图形，以下结论y- 6 -最有可能成立的是( )A线性相关关系较强，b的值为 1.25B线性相关关系较强，b的值为 0.83C线性相关关系较强，b的值为0.87D线性相关关系较弱，无研究价值【解析】 (1)观察散点图可知，只有 D 选项的散点图表示的是变量x与y之间具有负的线性相关关系。故选 D。(2)由散点图可以看出两个变量所构成的点在一条直线附近，所以线性相关关系

7、较强，且应为正相关，所以回归直线方程的斜率应为正数，且从散点图观察，回归直线方程的斜率应该比yx的斜率要小一些，综上可知应选 B。【答案】 (1)D (2)B反思归纳 相关关系的直观判断方法就是作出散点图，若散点图呈带状且区域较窄，说明两个变量有一定的线性相关性，若呈曲线型也是有相关性，若呈图形区域且分布较乱则不具有相关性。【变式训练】 (2016长沙模拟)某公司在 2015 年上半年的收入x(单位：万元)与月支出Y(单位：万元)的统计资料如表所示：月份1 月份2 月份3 月份4 月份5 月份6 月份收入x12.314.515.017.019.820.6支出Y5.635.755.825.896

8、.116.18根据统计资料，则( )A月收入的中位数是 15，x与Y有正线性相关关系B月收入的中位数是 17，x与Y有负线性相关关系C月收入的中位数是 16，x与Y有正线性相关关系D月收入的中位数是 16，x与Y有负线性相关关系【解析】 月收入的中位数是16，收入增加，支出增加，故x与Y有正线性相1517 2关关系。故选 C。【答案】 C考点二 线性回归分析【典例 2】 (2016全国卷)下图是我国 2008 年至 2014 年生活垃圾无害化处理量(单位：亿吨)的折线图。- 7 -(1)由折线图看出，可用线性回归模型拟合y与t的关系，请用相关系数加以说明；(2)建立y关于t的回归方程(系数精确

9、到 0.01)，预测 2016 年我国生活垃圾无害化处理量。附注：参考数据：i9.32，iyi40.17, 0.55，2.646。7 i1y7 i1t7 i1yiy2 7参考公式：相关系数r，n i1tityiyn i1tit2n i1yiy2回归方程 t中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为： yabb， 。n i1tityiyn i1tit2aybt【解析】 (1)由折线图中数据和附注中参考数据得4，(ti)228, 0.55，t7 i1t7 i1yiy2(ti)(yi)iyii40.1749.322.89，r7 i1ty7 i1tt7 i1y- 8 -0.99。2.89 0.55 2 2.

10、646因为y与t的相关系数近似为 0.99，说明y与t的线性相关程度相当高，从而可以用线性回归模型拟合y与t的关系。(2)由1.331 及(1)得 0.103，y9.32 7b7 i1tityiy7 i1tit22.89 281.3310.10340.92。aybt所以，y关于t的回归方程为 0.920.10t。y将 2016 年对应的t9 代入回归方程得0.920.1091.82。y所以预测 2016 年我国生活垃圾无害化处理量约为 1.82 亿吨。【答案】 (1)见解析 (2)回归方程为 0.920.10t，生活垃圾无害化处理量约为y1.82 亿吨反思归纳 1.正确理解计算 ， 的公式和准

11、确的计算是求线性回归方程的关键。ba2回归直线方程 x 必经过样本点中心(，)。ybaxy3在分析两个变量的相关关系时，可根据样本数据作出散点图来确定两个变量之间是否具有相关关系，若具有线性相关关系，则可通过线性回归方程来估计和预测。【变式训练】 某地最近十年粮食需求量逐年上升，下表是部分统计数据：年份20062008201020122014需求量(万吨)236246257276286(1)利用所给数据求年需求量与年份之间的回归直线方程 x ；yba(2)利用(1)中所求出的回归直线方程预测该地 2016 年的粮食需求量。【解析】 (1)由所给数据看出，年需求量与年份之间是近似直线上升，下面来

12、求回归直线方程，为此对数据预处理如下：年份201042024需求量257211101929- 9 -对预处理后的数据，容易算得，0，3.2，xyb4 212 112 194 295 0 3.2 422222425 026.5，260 403.2。aybx由上述计算结果，知所求回归直线方程为257 (x2010) 6.5(x2010)3.2，yba即 6.5(x2010)260.2。(*)y(2)利用回归直线方程(*)，可预测 2016 年的粮食需求量为 6.5(20162010)260.26.56260.2299.2(万吨)。【答案】 (1) 6.5(x2010)260.2 (2)299.2

13、万吨y考点三 独立性检验【典例 3】 (2017九江模拟)某校数学课外兴趣小组为研究数学成绩是否与性别有关，先统计本校高三年级每个学生一学期数学成绩平均分(采用百分制)，剔除平均分在 40 分以下的学生后，共有男生 300 名，女生 200 名。现采用分层抽样的方法，从中抽取了 100 名学生，按性别分为两组，并将两组学生成绩分为 6 组，得到如下所示频数分布表。分数段40,50)50,60)60,70)70,80)80,90)90,100)男39181569女64510132(1)估计男、女生各自的平均分(同一组数据用该组区间中点值作代表)，从计算结果看，数学成绩与性别是否有关；(2)规定

14、80 分以上为优分(含 80 分)，请你根据已知条件作出 22 列联表，并判断是否有 90%以上的把握认为“数学成绩与性别有关” 。优分非优分总计男生女生- 10 -总计100附表及公式P(K2k0)0.1000.0500.0100.001k02.7063.8416.63510.828K2nadbc2 abcdacbd【解析】 (1)男x450.05550.15650.3750.25850.1950.1571.5，女450.15550.1650.125750.25850.325950.0571.5，x从男、女生各自的平均分来看，并不能判断数学成绩与性别有关。(2)由频数分布表可知：在抽取的 1

15、00 名学生中， “男生组”中的优分有 15 人， “女生组”中的优分有 15 人，据此可得 22 列联表如下：优分非优分总计男生154560女生152540总计3070100可得K21.79，100 15 2515 452 60 40 30 70因为 1.796.635，30 4 216 82 12 18 20 10所以有 99%的把握认为其亲属的饮食习惯与年龄有关。【答案】 (1)见解析 (2)有 99%的把握认为其亲属的饮食习惯与年龄有关，分析见解析微考场 新提升1根据如下样本数据- 12 -x345678y4.02.50.50.52.03.0得到的回归方程为 x ，则( )ybaA.

16、0， 0 B. 0， 0 D. 0，故选 B。ba答案 B2下列有关样本相关系数的说法不正确的是( )A相关系数用来衡量变量x与y之间的线性相关程度B|r|1，且|r|越接近于 1，相关程度越大C|r|1，且|r|越接近 0，相关程度越小D|r|1，且|r|越接近 1，相关程度越小答案 D3 “十一”期间，市通过随机询问 100 名性别不同的居民是否能做到“光盘”行动，得到了如下列联表，下列结论正确的是( )做不到“光盘”行动能做到“光盘”行动男4510女3015A.在犯错误的概率不超过 1%的前提下，认为“该市居民能否做到光盘行动与性别有关”B在犯错误的概率不超过 1%的前提下，认为“该市居

17、民能否做到光盘行动与性别无关”C有 90%以上的把握认为“该市居民能否做到光盘行动与性别有关”D有 90%以上的把握认为“该市居民能否做到光盘行动与性别无关”解析 根据列联表中的数据得到K23.032.706，有 90%以上的把握认为“该市居民100 45 1530 102 55 45 75 25能否做到光盘行动与性别有关” 。故选 C。答案 C4为了判断高中三年级学生选修文科是否与性别有关，现随机抽取 50 名学生，得到如下 22 列联表：- 13 -理科文科合计男131023女72027合计203050已知P(K23.841)0.05，P(K25.024)0.025。根据表中数据，得到K2

18、的观测值k4.844，则认为选修文科与性别有关系出错的可能50 13 2010 72 23 27 20 30性约为_。解析 由K2的观测值k4.8443.841，故认为选修文科与性别有关系出错的可能性约为 5%。答案 5%5某车间为了规定工时定额，需要确定加工零件所花费的时间，为此进行了 5 次试验。根据收集到的数据(如下表)，由最小二乘法求得回归方程 0.67x54.9。y零件数x(个)1020304050加工时间y(min)62758189现发现表中有一个数据模糊看不清，请你推断出该数据的值为_。解析 由已知可计算求出30，而线性回归直线必过点(，)，则xxy0.673054.975，设模糊数字为a，则75，计算得a68。ya62758189 5答案 68