内容正文:
专题09成对数据的统计相关性、一元线性回归模型及其应用 (3个知识点5个拓展1个突破5种题型3个易错点)
【目录】
倍速学习四种方法
【方法一】 脉络梳理法
知识点1.相关关系
知识点2.样本相关系数
知识点3.经验回归方程
拓展1.判断变量相关关系的三种方法
拓展2.回归系数的含义
拓展3.最小二乘法求回归方程及回归方程的逆用
拓展4.经验回归分析“三步曲”
拓展5.样本相关系数、决定系数的应用
突破:非线性相关问题
【方法二】 实例探索法
题型1.变量间相关关系的判断
题型2.样本相关系数的应用
题型3.经验回归方程及其应用
题型4.回归效果的刻画
题型5.非线性回归分析
【方法三】差异对比法
易错点1.混淆相关关系与函数关系致误
易错点2.对经验回归方程的理解不到位致误
易错点3.线性相关系数理解不正确致误
【方法四】成果评定法
【知识导图】
【倍速学习四种方法】
【方法一】脉络梳理法
知识点1.相关关系
一 相关关系
1.相关关系的定义:两个变量有关系,但没有确切到可由其中一个去精确地决定另一个的程度,这种关系称为相关关系.
2.相关关系的分类
(1)按变量间的增减性分为正相关和负相关.
①正相关:当一个变量的值增加时,另一个变量的相应值也呈现增加的趋势;
②负相关:当一个变量的值增加时,另一个变量的相应值呈现减少的趋势.
(2)按变量间是否有线性特征分为线性相关和非线性相关(曲线相关).
①线性相关:如果两个变量的取值呈现正相关或负相关,而且散点落在一条直线附近,我们称这两个变量线性相关;
②非线性相关或曲线相关:如果两个变量具有相关性,但不是线性相关,我们称这两个变量非线性相关或曲线相关.
二、 相关关系的直观表示
散点图:为了直观描述成对样本数据的变化特征,把每对成对样本数据都用直角坐标系中的点表示出来,由这些点组成的统计图,叫做散点图.
例1.(1)单选题(2023下·河南省直辖县级单位·高二校考期末)下列两个变量中能够具有相关关系的是( )
A.人所站的高度与视野 B.人眼的近视程度与身高
C.正方体的体积与棱长 D.某同学的学籍号与考试成绩
(2)单选题(2022上·新疆和田·高二校考期末)对于变量,有以下四个散点图,由这四个散点图可以判断变量与成负相关的是( )
A. B.
C. D.
知识点2.样本相关系数r
(1)
(2)样本相关系数的数字特征:
当时,称成对样本数据正相关;
当时,称成对样本数据负相关;
当越接近1时,成对样本数据的线性相关程度越强;
当越接近0时,成对样本数据的线性相关程度越弱.
线性相关系数是从数值上来判断变量间的线性相关程度,是定量的方法.与散点图相比较,线性相关系数要精细得多,需要注意的是线性相关系数r的绝对值小,只是说明线性相关程度低,但不一定不相关,可能是非线性相关.
利用相关系数r来检验线性相关显著性水平时,通常与0.75作比较,若|r|>0.75,则线性相关较为显著,否则不显著.
例2. (2024上·天津·高三校联考期末)学习于才干信仰,犹如运动于健康体魄,持之已久、行之愈远愈受益.为实现中华民族伟大复兴,全国各行各业掀起了“学习强国”的高潮.某老师很喜欢“学习强国”中“挑战答题”模块,他记录了自己连续七天每天一次最多答对的题数如下表:
天数x
1
2
3
4
5
6
7
一次最多答对题数y
12
15
16
18
21
24
27
参考数据:,,,,,
相关系数
由表中数据可知该老师每天一次最多答对题数y与天数x之间是 相关(填“正”或“负”),其相关系数 (结果保留两位小数)
知识点3.经验回归方程
1. 一元线性回归模型
称为Y关于x的一元线性回归模型.其中Y称为因变量或响应变量,x称为自变量或解释变量,a称为截距参数,b称为斜率参数;e是Y与bx+a之间的随机误差,如果e=0,那么Y与x之间的关系就可以用一元线性函数模型来描述.
2.经验回归方程:
(1)相关概念:
经验回归直线:经验回归方程也称经验回归函数或经验回归公式,图形称为经验回归直线.
最小二乘估计:求经验回归方程的方法叫做最小二乘法,求得的叫做的最小二乘估计.
残差:对于响应变量,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称为预测值,观测值减去预测值称为残差.
(2)
(3)决定系数:
越大,表示残差平方和越小,即模型的拟合效果越好;
越小,表示残差平方和越大,即模型的拟合效果越差;
方法技巧 经验回归方程的求法及应用
在散点图中,样本点大致分布在一条直线附近,利用公式求出, 可写出经验回归方程,利用经验回归模型进行研究,可近似地利用经验回归方程来预测 。
方法技巧 一