内容正文:
专题3__独立性检验与回归方程的七类典型问题的解法
[对应学生用书第97页]
题型一 独立性检验与条件概率的综合
问题
1.(云南楚雄模拟预测)全国“村BA”篮球赛点燃了全民的运动激情,深受广大球迷的喜爱.每支球队都有一个或几个主力队员,现有一支“村BA”球队,其中甲球员是其主力队员,经统计该球队在某个赛季的所有比赛中,甲球员是否上场时该球队的胜负情况如表.
甲球员是否上场
球队的胜负情况
合计
胜
负
上场
40
45
未上场
3
合计
42
(1)完成2×2列联表,并判断依据小概率值α=0.01的独立性检验,能否认为球队的胜负与甲球员是否上场有关;
(2)由于队员的不同,甲球员主打的位置会进行调整,根据以往的数据统计,甲球员上场时,打前锋、中锋、后卫的概率分别为0.3,0.5,0.2,相应球队赢球的概率分别为0.7,0.8,0.6.
①当甲球员上场参加比赛时,求球队赢球的概率;
②当甲球员上场参加比赛时,在球队赢了某场比赛的条件下,求甲球员打中锋的概率.(精确到0.01)
附:χ2=,n=a+b+c+d.
α
0.15
0.10
0.05
0.025
0.010
0.001
xα
2.072
2.706
3.841
5.024
6.635
10.828
解 (1)根据题意,得2×2列联表:
甲球员是否上场
球队的胜负情况
合计
胜
负
上场
40
5
45
未上场
2
3
5
合计
42
8
50
零假设为H0:球队的胜负与甲球员是否上场无关,此时χ2==≈8.003>6.635,所以,有99%的把握认为球队的胜负与甲球员是否上场有关.
(2)由甲球员上场时,打前锋、中锋、后卫的概率分别为0.3,0.5,0.2,相应球队赢球的概率分别为0.7,0.8,0.6.①设事件A:甲球员上场打前锋,事件B:甲球员上场打中锋,事件C:甲球员上场打后卫,事件D:球队赢球,则P(A)=0.3,P(B)=0.5,P(C)=0.2,P(D|A)=0.7,P(D|B)=0.8,P(D|C)=0.6,所以,当甲球员上场参加比赛时,球队赢球的概率为P(D)=P(A)P(D|A)+P(B)P(D|B)+P(C)P(D|C)=0.3×0.7+0.5×0.8+0.2×0.6=0.73.
②当甲球员上场参加比赛时,在球队赢了某场比赛的条件下,甲球员打中锋的概率为P(B|D)===≈0.55.
2.为比较甲、乙两所学校学生的数学水平,采用简单随机抽样的方法抽取80名学生.通过测验得到了如表数据:
学校
数学成绩
合计
不优秀
优秀
甲校
30
10
40
乙校
20
20
40
合计
50
30
80
(1)依据小概率值α=0.01的χ2独立性检验,分析两校学生中数学成绩优秀率之间是否存在差异;如果表中所有数据都扩大为原来的10倍.在相同的检验标准下,再用独立性检验推断学校和数学成绩之间的关联性,结论还一样吗?请你试着解释其中的原因;
(2)据调查,丙校学生数学成绩的优秀率为30%,且将频率视为概率.现根据甲、乙、丙三所学校总人数比例依次抽取了24人,30人,30人进行调查访谈.如果已知从中抽到了一名优秀学生,求该名学生来自丙校的概率.
附:临界值表:
α
0.1
0.05
0.01
0.005
0.001
xα
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
解 (1)因为χ2=≈5.33<6.635,所以两校学生中数学成绩优秀率之间没有关系,所有数据都扩大10倍后
χ2=≈53.3>6.635这时两校学生中数学成绩优秀率之间有关系,所以相同的检验标准下,再用独立性检验推断学校和数学成绩之间的关联性,结论不一样,主要是因为样本容量的不同,只有当样本容量越大时,用样本估计总体的准确性会越高.
(2)抽取甲、乙、丙三所学校优秀学生人数分别为24×=6,30×=15,30%×30=9,记A1,A2,A3分别为事件“抽到的学生来自甲、乙、丙学校”,B为事件“抽到一名优秀学生”,则P(A1)==,P(A2)=P(A3)==,P(B|A1)==,P(B|A2)==,P(B|A3)==.所以P(B)=P(B|A1)P(A1)+P(B|A2)P(A2)+P(B|A3)P(A3)=×+×+×=,所以从中抽到了一名优秀学生,该名学生来自丙校的概率为P(A3|B)====.
题型二 独立性检验与超几何分布的综合问题
3.2023年9月23日第19届亚运会在杭州开幕,本届亚运会共设40个竞赛大项,包括31个奥运项目和9个非奥运项目.为研究不同性别学生对杭州亚运会项目的了解情况,某学校进行了一次抽样调查,分别抽取男生和女生各50名作为样本,设事件A=“了解亚运会项目”,B=“学生为女生”,据统计P(A|B)=,P(B|A)=.
附:χ2=,
n=a+b+c+d.
α
0.050
0.010
0.001
xα
3.841
6.635
10.828
(1)根据已知条件,填写下列2×2列联表,并依据α=0.001的独立性检验,能否认为该校学生对亚运会项目的了解情况与性别有关?
了解
不了解
合计
男生
女生
合计
(2)现从该校了解亚运会项目的学生中,采用分层随机抽样的方法随机抽取9名学生,再从这9名学生中随机抽取4人,设抽取的4人中男生的人数为X,求X的分布列和数学期望.
解 (1)因为P(A|B)=,P(B|A)=,所以对杭州亚运会项目了解的女生为×50=30(人),了解亚运会项目的学生为=45(人),结合男生和女生各50名,填写2×2列联表为
了解
不了解
合计
男生
15
35
50
女生
30
20
50
合计
45
55
100
零假设为H0:该校学生对杭州亚运会项目的了解情况与性别无关,根据列联表中的数据χ2==≈9.091<10.828=x0.001,依据α=0.001的独立性检验,可以推断H0成立,即该校学生对杭州亚运会项目的了解情况与性别无关.
(2)由(1)知,采用分层随机抽样的方法随机抽取9名学生,其中男生人数为×9=3(人);女生人数为×9=6(人),由题意可得,随机变量X的所有可能取值为0,1,2,3.P(X=0)==,P(X=1)==,P(X=2)==,P(X=3)==.随机变量X的分布列如下:
X
0
1
2
3
P
则E(X)=0×+1×+2×+3×=.
4.2023年实行新课标新高考改革的省市共有29个,选科分类是高级中学在校学生生涯规划的重要课题,某高级中学为了解学生选科分类是否与性别有关,在该校随机抽取100名学生进行调查.统计整理数据得到如下的2×2列联表:
选物理类
选历史类
合计
男生
35
15
女生
25
25
合计
100
(1)依据小概率值α=0.05的独立性检验,能否据此推断选科分类与性别有关联?
(2)在以上随机抽取的女生中,按不同选择类别同比例分层抽样,共抽取6名女生进行问卷调查,然后在被抽取的6名女生中再随机抽取4名女生进行面对面访谈.设面对面访谈的女生中选择历史类的人数为随机变量X,求随机变量X的分布列和数学期望.
附:χ2=,其中n=a+b+c+d.
α
0.10
0.05
0.025
0.010
0.005
0.001
xα
2.706
3.841
5.024
6.635
7.879
10.828
解 (1)2×2列联表补充如下:
选物理类
选历史类
合计
男生
35
15
50
女生
25
25
50
合计
60
40
100
零假设为H0:选科分类与性别无关联,因为χ2==≈4.167>3.841=x0.05,根据小概率值α=0.05的独立性检验,推断H0不成立,即认为选科分类与性别有关联,此推断犯错误的概率不大于0.05.
(2)由已知,50名女学生中选择物理类和选择历史类的比例为1∶1,因此抽取的6名女生中,选择物理类和选择历史类的人数均为3名.所以随机变量X的取值为1,2,3.P(X=1)===,P(X=2)==,P(X=3)==,所以随机变量X的分布列如下表:
X
1
2
3
P
所以E(X)=1×+2×+3×=2.
题型三 独立性检验与二项分布的综合问题
5.为学习贯彻中央农村工作会议精神“强国必先强农,农强方能国强”,某市在某村积极开展香菇种植,助力乡村振兴.香菇的生产可能受场地、基料、水分、菌种等因素的影响,现已知香菇有菌种甲和菌种乙两个品种供挑选,菌种甲在温度20 ℃时产量为28吨/亩,在温度30 ℃时产量为20吨/亩;菌种乙在温度20 ℃时产量为22吨/亩,在温度30 ℃时产量为30吨/亩.
(1)请补充完整2×2列联表,根据2×2列联表和小概率值α=0.1的独立性检验,判断菌种甲、乙的产量与温度是否有关?
20 ℃
30 ℃
合计
菌种甲
菌种乙
合计
(2)某村选择菌种甲种植,已知菌种甲在温度为20 ℃时的发芽率为,从菌种甲中任选3个,若设X为菌种甲发芽的个数,求X的分布列及数学期望.
附:χ2=,其中n=a+b+c+d.
临界值表:
α
0.10
0.05
0.01
xα
2.706
3.841
6.635
解 (1)
20 ℃
30 ℃
合计
菌种甲
28
20
48
菌种乙
22
30
52
合计
50
50
100
零假设为H0:菌种甲、乙的产量与温度没有关系,根据表中数据,计算得χ2=≈2.564<2.706,根据小概率值α=0.1的独立性检验,我们没有充分的证据推断H0不成立,因此可以认为H0成立,即认为菌种甲、乙的产量与温度无关.
(2)由题意可知,X~B,X的可能取值有0,1,2,3,由公式可得P(X=0)=C=,P(X=1)=C==,P(X=2)=C==,P(X=3)=C=,所以X的分布列为
X
0
1
2
3
P
所以E(X)=3×=.
6.sin αcos β=[sin (α+β)+sin (α-β)],
cos αsin β=[sin (α+β)-sin (α-β)],
cos αcos β=[cos (α+β)+cos (α-β)],
sin αsin β=-[cos (α+β)-cos (α-β)]这组公式被称为积化和差公式,最早正式发表于16世纪天文学家乌尔索斯1588年出版的《天文学基础》一书中.在历史上,对数出现之前,积化和差公式被用来将乘除运算化为加减运算.在现代工程中,积化和差的重要应用在于求解傅里叶级数.为了解学生掌握该组公式的情况,在高一、高三两个年级中随机抽取了100名学生进行考查,其中高三年级的学生占,其他相关数据如下表:
合格
不合格
合计
高三年级的学生
54
高一年级的学生
16
合计
100
(1)请完成2×2列联表,依据小概率值α=0.001的独立性检验,分析“对公式的掌握情况”与“学生所在年级”是否有关?
(2)以频率估计概率,从该校高一年级学生中抽取3名学生,记合格的人数为X,求X的分布列和数学期望.
附:χ2=,
n=a+b+c+d.
α
0.100
0.050
0.010
0.001
xα
2.706
3.841
6.635
10.828
解 (1)由100名学生中高三年级的学生占,可知高三年级的学生有60人,高一年级的学生有40人.补充完整的列联表,如下:
合格
不合格
合计
高三年级的学生
54
6
60
高一年级的学生
24
16
40
合计
78
22
100
提出零假设为H0:“对公式的掌握情况”与“学生所在年级”无关.根据列联表中的数据,得χ2==≈12.59>10.828=x0.001.根据小概率值α=0.001的独立性检验,我们推断H0不成立,即认为“对公式的掌握情况”与“学生所在年级”有关,此推断犯错误的概率不大于0.001.
(2)由(1)得,高一年级的学生对公式的掌握情况合格的频率为=.依题意,得X~B,则P(X=0)==,P(X=1)=C××=,P(X=2)=C=,P(X=3)==.所以X的分布列为
X
0
1
2
3
P
E(X)=np=3×=.
题型四 独立性检验与正态分布的综合问题
7.某学校号召学生参加“每天锻炼1小时”活动,为了了解学生参与活动的情况,随机调查了100名学生一个月(30天)完成锻炼活动的天数,制成如下频数分布表:
天数
[0,5]
(5,10]
(10,15]
(15,20]
(20,25]
(25,30]
人数
4
15
33
31
11
6
(1)由频数分布表可以认为,学生参加体育锻炼天数X近似服从正态分布N(μ,σ2),其中μ近似为样本的平均数(每组数据取区间的中间值),且σ=6.1,若全校有3 000名学生,求参加“每天锻炼1小时”活动超过21天的人数;(精确到1)
(2)调查数据表明,参加“每天锻炼1小时”活动的天数在(15,30]的学生中有30名男生,天数在[0,15]的学生中有20名男生,学校对当月参加“每天锻炼1小时”活动超过15天的学生授予“运动达人”称号.请填写下面列联表:
性别
活动天数
合计
[0,15]
(15,30]
男生
女生
合计
并依据小概率值α=0.05的独立性检验,能否认为学生性别与获得“运动达人”称号有关联.如果结论是有关联,请解释它们之间如何相互影响.
附:参考数据:P(μ-σ≤X≤μ+σ)=0.682 7;
P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)=0.954 5;
P(μ-3σ≤X≤μ+3σ)=0.997 3;
χ2=(n=a+b+c+d).
α
0.1
0.05
0.01
0.005
0.001
xα
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
解 (1)由频数分布表知μ==14.9,则X~N(14.9,6.12).∵P(μ-σ≤X≤μ+σ)=0.682 7,∴P(X>21)=P(X>14.9+6.1)==0.158 65,∴3 000×0.158 65=475.95≈476,∴参加“每天锻炼1小时”活动超过21天的人数约为476人.
(2)由频数分布表知,锻炼活动的天数在[0,15]的人数为4+15+33=52,∵参加“每天锻炼1小时”活动的天数在[0,15]的学生中有20名男生,∴参加“每天锻炼1小时”活动的天数在[0,15]的学生中有女生人数为52-20=32.由频数分布表知,锻炼活动的天数在(15,30]的人数为31+11+6=48,∵参加“每天锻炼1小时”活动的天数在(15,30]的学生中有30名男生,∴参加“每天锻炼1小时”活动的天数在(15,30]的学生中有女生人数为48-30=18.列联表如下:
性别
活动天数
合计
[0,15]
(15,30]
男生
20
30
50
女生
32
18
50
合计
52
48
100
零假设为H0:学生性别与获得“运动达人”称号无关.χ2=≈5.769>3.841,依据α=0.05的独立性检验,我们推断H0不成立,即可以认为学生性别与获得“运动达人”称号有关,而且此推断犯错误的概率不大于0.05.根据列联表中的数据得到,男生、女生中活动天数超过15天的频率分别为=0.6和=0.36,可见男生中获得“运动达人”称号的频率是女生中获得“运动达人”称号频率的≈1.67(倍),于是依据频率稳定与概率的原理,我们可以认为男生获得“运动达人”的概率大于女生,即男生更容易获得“运动达人”称号.
8.(全国甲卷)某工厂进行生产线智能化升级改造,升级改造后,从该工厂甲、乙两个车间的产品中随机抽取150件进行检验,数据如下:
优级品
合格品
不合格品
总计
甲车间
26
24
0
50
乙车间
70
28
2
100
总计
96
52
2
150
(1)填写如下列联表:
优级品
非优级品
甲车间
乙车间
能否有95%的把握认为甲、乙两车间产品的优级品率存在差异?能否有99%的把握认为甲、乙两车间产品的优级品率存在差异?
(2)已知升级改造前该工厂产品的优级品率p=0.5,设为升级改造后抽取的n件产品的优级品率.如果 >p+1.65则认为该工厂产品的优级品率提高了,根据抽取的150件产品的数据,能否认为生产线智能化升级改造后,该工厂产品的优级品率提高了? (≈12.247 )
附:K2=.
P(K2≥k)
0.050
0.010
0.001
k
3.841
6.635
10.828
解 (1)根据题意可得列联表:
优级品
非优级品
甲车间
26
24
乙车间
70
30
可得K2===4.687 5.
因为3.841<4.687 5<6.635,
所以有95%的把握认为甲、乙两车间产品的优级品率存在差异,没有99%的把握认为甲、乙两车间产品的优级品率存在差异.
(2)由题意可知,生产线智能化升级改造后,该工厂产品的优级品的频率为=0.64,用频率估计概率可得=0.64 .
又因为升级改造前该工厂产品的优级品率p=0.5,
则p+1.65=0.5+1.65≈0.5+1.65×≈0.57,
可知>p+1.65,所以可以认为生产线智能化升级改造后,该工厂产品的优级品率提高了.
题型五 用幂函数拟合非线性回归问题
9.为帮助乡村脱贫,某勘探队计划了解当地矿脉某金属的分布情况,测得了平均金属含量y(单位:g/m3)与样本对原点的距离x(单位:m)的数据,并作了初步处理,得到了下面的一些统计量的值.
(1)利用样本相关系数的知识,判断y=a+bx与y=c+哪一个更适宜作为平均金属含量y关于样本对原点的距离x的回归方程类型?
(2)根据(1)的结果回答下列问题:
①建立y关于x的回归方程;
②样本对原点的距离x=20时,金属含量的预报值是多少?
附:对于一组数据(t1,s1),(t2,s2),…,(tn,sn),其线性相关系数
r=,其回归直线s=α+βt的斜率和截距的最小二乘估计分别为=,=- .
解 (1)由题y=a+bx的线性相关系数r1==,y=c+的线性相关系数r2==.因为=<1,所以|r1|<|r2|,所以y=c+更适宜作为平均金属含量y关于样本对原点的距离x的回归方程类型.
(2)①由(1)y=c+,令ui=,=∑ui,则y=u+,所以===-10,=- =97.9-(-10)×0.21=100,则y=100-10u=100-,即y=100-.
②当x=20时,金属含量的预报值y=100-=99.5(g/m3).
10.为了加快实现我国高水平科技自立自强,某科技公司逐年加大高科技研发投入.下图①是该公司2013年至2022年的年份代码x和年研发投入y(单位:亿元)的散点图,其中年份代码1~10分别对应年份2013~2022.
图①
图②
根据散点图,分别用模型①y=bx+a,②y=c+d作为年研发投入y(单位:亿元)关于年份代码x的经验回归方程模型,并进行残差分析,得到图②所示的残差图.结合数据,计算得到如下表所示的一些统计量的值:
表中ti=,= ti.
(1)根据残差图,判断模型①和模型②哪一个更适宜作为年研发投入y(单位:亿元)关于年份代码x的经验回归方程模型?并说明理由;
(2)①根据(1)中所选模型,求出y关于x的经验回归方程;
②设该科技公司的年利润L(单位:亿元)和年研发投入y(单位:亿元)满足L=(111.225-y)(x∈N*且x∈[1,20]),问该科技公司哪一年的年利润最大?
附:对于一组数据(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn),其经验回归直线=+x的斜率和截距的最小二乘估计分别为=,=- .
解 (1)根据图②可知,模型①的残差波动性很大,说明拟合关系较差;模型②的残差波动性很小,基本分布在0的附近,说明拟合关系很好,所以选择模型②更适宜.
(2)①设t=,所以y=c+dt,所以===6.3,=- =75-6.3×2.25=60.825,所以y关于x的经验回归方程为y=60.825+6.3.
②由题设可得L=(111.225-y)=(111.225-6.3-60.825)=-6.3x+50.4,当取对称轴即==4,即x=16时,年利润L有最大值,故该公司2028年的年利润最大.
题型六 用指数函数拟合非线性回归问题
11.某企业为响应国家号召,汇聚科研力量,加强科技创新,准备加大研发资金投入,为了解年研发资金投入额x(单位:亿元)对年盈利额y(单位:亿元)的影响,通过对“十二五”和“十三五”规划发展10年期间年研发资金投入额xi和年盈利额yi(i=1,2,…,10)数据进行分析,建立了两个函数模型:y=α+βx2;y=eλx+t,其中α,β,λ,t均为常数,e为自然对数的底数,令ui=x,vi=ln yi(i=1,2,…,10),经计算得如下数据:
(1)请从相关系数的角度,分析哪一个模型拟合度更好?
(2)根据(1)的选择及表中数据,建立y关于x的回归方程.(系数精确到0.01)
附:相关系数
回归直线=x+中:=,=-.
解 (1)设模型y=α+βx2的相关系数为r1,模型y=eλx+t的相关系数为r2,对于模型y=α+βx2,令u=x2,即y=α+βu,所以r1==≈0.87,对于模型y=eλx+t,有ln y=ln eλx+t=λx+t,令v=ln y,即v=λx+t,所以r2===0.9.因为r1<r2,所以模型y=eλx+t拟合度更好.
(2)因为===0.18,=- =5.36-0.18×26=0.68,所以y关于x的回归方程为y=e0.18x+0.68.
12.当前,新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起,以区块链为代表的新一代信息技术迅猛发展,现收集某地近6年区块链企业总数量相关数据,如下表:
年份
2017
2018
2019
2020
2021
2022
编号x
1
2
3
4
5
6
企业总数量
y(单位:百个)
50
78
124
121
137
352
(1)若用模型y=aebx拟合y与x的关系,根据提供的数据,求出y与x的经验回归方程;
(2)为了促进公司间的合作与发展,区块链联合总部决定进行一次信息化技术比赛,邀请甲、乙、丙三家区块链公司参赛.比赛规则如下:①每场比赛有两个公司参加,并决出胜负;②每场比赛获胜的公司与未参加此场比赛的公司进行下一场的比赛;③在比赛中,若有一个公司首先获胜两场,则本次比赛结束,该公司获得此次信息化比赛的“优胜公司”.已知在每场比赛中,甲胜乙的概率为,甲胜丙的概率为,乙胜丙的概率为,若首场由甲乙比赛,求甲公司获得“优胜公司”的概率.
参考数据:ui=28.5,xiui=106.05,其中,ui=ln yi.
参考公式:对于一组数据(xi,yi)(i=1,2,3,…,n),其经验回归直线=x+的斜率和截距的最小二乘估计分别为=,=- .
解 (1)令u=ln y=ln aebx=bx+ln a,
==3.5,==4.75,
则=
==0.36,ln =4.75-0.36×3.5=3.49,所以=e3.49,所以y=e3.49·e0.36x=e0.36x+3.49.
(2)设甲公司获得“优胜公司”为事件A,则P(A)=×+×××+×××=,所以甲公司获得“优胜公司”的概率为.
题型七 用对数函数拟合非线性回归问题
13.为助力乡村振兴,某电商平台为某地的农副特色产品开设直播带货专场,得到天数与直播间人数的数据如下表所示:
日期
第一天
第二天
第三天
第四天
第五天
第六天
第七天
日期代码x
1
2
3
4
5
6
7
直播间人数y(万人)
4
12
21
23
25
27
28
(1)求直播间人数y与日期代码x的样本相关系数;(精确到0.01)
(2)若使用y=c+d ln x作为y关于x的回归方程模型,计算该回归方程(结果保留1位小数),并预测至少要到哪一天直播间人数可以超过30万人.
参考公式和数据:相关系数r=,其中ui=ln xi,
=ui,回归直线方程=x+中,=,=- .
xiyi
x
y
uiyi
u
e2
666
140
3 268
1.2
206.4
13.2
2.65
10.8
7.39
解 (1)由题意可得=xi=4,=yi=20,
xiyi=666,x=140,y=3 268,
则r=
=
=≈≈0.93.
故直播间人数y与日期代码x的样本相关系数为0.93.
(2)∵y=c+d ln x,由题意令u=ln x,则y=c+du,可得=20,≈1.2,uiyi≈206.4,u≈13.2,
则=≈≈12.3,=- ≈20-12.3×1.2≈5.2,所以=5.2+12.3u,故y关于x的回归方程为y=5.2+12.3ln x,令y=5.2+12.3ln x>30,整理得ln x>2.0,则x>e2≈7.39,且x∈N*,所以x≥8,故至少要到第8天才能超过30万人.
14.某剧场的座位数量是固定的,管理人员统计了最近在该剧场举办的五场表演的票价xi(单位:元)和上座率yi(上座人数与总座位数的比值)的数据,其中i=1,2,3,4,5,并根据统计数据得到如下的散点图:
(1)由散点图判断y=bx+a与y=c ln x+d哪个模型能更好地对y与x的关系进行拟合(给出判断即可,不必说明理由),并根据你的判断结果求回归方程;
(2)根据(1)所求的回归方程,预测票价为多少时,剧场的门票收入最多.
参考数据:=240,=0.5,x=365 000xiyi=457.5;设zi=ln xi,则zi≈27,z≈147.4,ziyi≈12.7;e5.2≈180,e5.4≈220,e6.4≈600.
参考公式:对于一组数据(u1,v1),(u2,v2),…,(un,vn),其回归直线=+u的斜率和截距的最小二乘估计分别为=,=- .
解 (1)y=c ln x+d能更好地对y与x的关系进行拟合.设z=ln x,先求y关于z的线性回归方程.由已知得=zi≈=5.4,所以=≈===-0.5,=- =0.5-(-0.5)×5.4=3.2,所以y关于z的线性回归方程为y=-0.5z+3.2,所以y关于x的回归方程为y=-0.5ln x+3.2.
(2)设该剧场的总座位数为M,由题意得,门票收入为M(-0.5x ln x+3.2x),设函数f(x)=-0.5x ln x+3.2x,则f′(x)=-0.5ln x+2.7,当f′(x)<0,即x>e5.4时,函数单调递减,当f′(x)>0,即0<x<e5.4时,函数单调递增,所以f(x)在x=e5.4≈220处取最大值,所以预测票价为220元时,剧场的门票收入最多.
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