内容正文:
课时作业(七十四) 一元线性回归模型及其应用
一、单项选择题
1.变量y,x之间有如下对应数据:
x
4
4.5
5.5
6
y
12
11
10
m
已知变量y对x呈线性相关关系,且回归方程为y=-1.4x+17.5,则m的值是( )
A.10 B.9
C.8 D.7
答案 B
解析 ==5,==,
则有=-1.4×5+17.5,解得m=9.故选B.
2.(2025·绵阳模拟)已知变量x,y之间的线性回归方程为=2x+1,且变量x,y之间的一组相关数据如表所示,
x
2
4
6
8
y
5
8.2
13
m
则下列说法正确的是( )
A.m=17
B.变量y与x是负相关关系
C.该回归直线必过点(5,11)
D.x增加1个单位,y一定增加2个单位
答案 C
解析 依题意,==5,==,
由=2×5+1,解得m=17.8,A错误;
回归方程=2x+1中,2>0,则变量y与x是正相关关系,B错误;
由于样本中心点为(5,11),因此该回归直线必过点(5,11),C正确;
由回归方程知,x增加1个单位,y大约增加2个单位,D错误.故选C.
3.下列四幅残差分析图中,与一元线性回归模型拟合精度最高的是( )
A
B
C
D
答案 D
解析 用残差图判断模型的拟合效果,残差点比较均匀地落在水平的带状区域中,说明这样的模型比较合适,带状区域的宽度越窄,说明模型的拟合精度越高,显然D选项的拟合精度最高.故选D.
4.(2025·滨州模拟)某学校一同学研究温差x(单位:℃)与本校当天新增感冒人数y(单位:人)的关系,该同学记录了5天的数据:
x
5
6
8
9
12
y
16
20
25
28
36
由上表中数据求得温差x与新增感冒人数y满足经验回归方程=x+2.6,则下列结论不正确的是( )
A.x与y有正相关关系
B.经验回归直线经过点
C.=2.4
D.x=9时,残差为0.2
答案 C
解析 由表格可知,x越大,y越大,所以x与y有正相关关系,故A正确;
==8,
==25,
样本点中心为,经验回归直线经过点,故B正确;
将样本点中心代入直线方程,得25=8+2.6,所以=2.8,故C错误;
=2.8x+2.6,当 x=9时,=27.8,y-=28-27.8=0.2,故D正确.故选C.
5.为研究每平方米平均建筑费用与楼层数的关系,某开发商收集了一栋住宅楼在建筑过程中,建筑费用的相关信息,将总楼层数x与每平米平均建筑成本y(单位:万元)的数据整理成如图所示的散点图:
则下面四个回归方程类型中最适宜作为每平米平均建筑费用y和楼层数x的回归方程类型的是( )
A.y=a+bx B.y=a+bex
C.y=a+ D.y=a+bx2
答案 C
解析 观察散点图,可知是一个单调递减的曲线图,结合选项函数的类型可得回归方程类型是反比例类型,故C正确.
6.下表为某外来生物物种入侵某河流生态后的前3个月繁殖数量y(单位:百只)的数据,通过相关理论进行分析,知可用回归模型y=e1+at(a∈R)对y与t的关系进行拟合,则根据该回归模型,预测第6个月该物种的繁殖数量为( )
第t个月
1
2
3
繁殖数量y
e1.4
e2.2
e2.4
A.e3百只 B.e3.5百只
C.e4百只 D.e4.5百只
答案 C
解析 由题意,y=e1+at两边取自然对数得ln y=1+at,
令u=ln y,则u=1+at.
=(ln y1+ln y2+ln y3)×=2,=(t1+t2+t3)×=2,
∵经验回归直线必过点(,),
∴2=2a+1,解得a=,
∴u=1+,则y=e1+.
当t=6时,y=e4.
二、多项选择题
7.(2025·武汉预测)下列有关回归分析的结论中,正确的有( )
A.若回归方程为=6-2.5x,则变量y与x负相关
B.运用最小二乘法求得的经验回归直线一定经过样本点的中心
C.若决定系数R2的值越接近于1,表示回归模型的拟合效果越好
D.若散点图中所有点都在直线y=0.92x-4.21上,则相关系数r=0.92
答案 ABC
解析 对于选项A:因为回归方程为=6-2.5x,可知-2.5<0,
所以变量y与x负相关,故A正确;
对于选项B:由线性回归方程的性质可知:回归直线一定经过样本点的中心,故B正确;
对于选项C:决定系数R2的值越接近于1,表示回归模型的拟合效果越好,故C正确;
对于选项D:散点图中所有点都在直线y=0.92x-4.21上,则=1,且0.92>0,所以变量y与x正相关,即r>0,可知r=1,故D错误.故选ABC.
8.(2025·揭阳模拟)2024年入冬以来,流感高发,某医院统计了一周中连续5天的流感就诊人数y与第x天的数据如表所示.
x
1
2
3
4
5
y
21
10a
15a
90
109
根据表中数据可知x,y具有较强的线性相关关系,其经验回归方程为=20x+10,则( )
A.样本相关系数在内
B.当x=2时,残差为-2
C.点一定在经验回归直线上
D.第6天到该医院就诊人数的预测值为130
答案 AD
解析 由题意可知x,y具有较强的正相关关系,故样本相关系数在内,A正确;
根据题意得==3,
==44+5a,
故44+5a=20×3+10,解得a=5.2,
故当x=2时,=20×2+10=50,残差为10a-50=2,B错误;
点即点,当x=3时,=20×3+10=70,
即点不在经验回归直线上,C错误;
当x=6时,=20×6+10=130,即第6天到该医院就诊人数的预测值为130,D正确.故选AD.
三、填空题
9.(2025·辽宁实验中学模拟)为了比较甲、乙、丙、丁四组数据的线性相关性的强弱,小明分别计算了甲、乙、丙、丁四组数据的样本相关系数,其数值分别为-0.95,-0.87,0.76,0.92,则这四组数据中线性相关性最强的是________组数据.
答案 甲
解析 根据题意,因为样本相关系数的绝对值越大,线性相关性越强.
甲、乙、丙、丁四组数据的样本相关系数分别为-0.95,-0.87,0.76,0.92,
所以甲组数据的线性相关性最强.
10.(2025·安庆模拟)对于数据组(xi,yi)(i=1,2,…,n),如果由经验回归方程得到的对应自变量xi的估计值是i,那么将yi-i称为对应点(xi,yi)的残差.某商场为了给一种新商品进行合理定价,将该商品按事先拟定的价格进行试销,得到如表所示的数据:
单价x/元
8.2
8.4
8.6
8.8
销量y/件
84
83
78
m
根据表中的数据,得到销量y(单位:件)与单价x(单位:元)之间的经验回归方程为=-16x+a,据计算,样本点(8.4,83)处的残差为1.4,则m=________.
答案 75
解析 由条件知当x2=8.4时,2=83-1.4=81.6,
代入=-16x+a,解得a=81.6+16×8.4=216,
于是=-16x+216,
又=8.5,所以=80,
即=80,解得m=75.
三、解答题
11.(2025·黑龙江鸡西模拟)直播带货是一种直播和电商相结合的销售手段,目前已被广大消费者所接受.针对这种现状,某公司决定逐月加大直播带货的投入,直播带货金额稳步提升,以下是该公司2024年前5个月的带货金额:
月份x
1
2
3
4
5
带货金额y/万元
350
440
580
700
880
(1)计算变量x,y的相关系数r(结果精确到0.01);
(2)求变量x,y之间的线性回归方程,并据此预测2024年6月份该公司的直播带货金额.
参考数据:=590,2=10,
2=176400,=1320,≈664.
参考公式:相关系数r=,线性回归方程的斜率=,截距=-.
解 (1)r===≈0.99.
(2)因为=×(1+2+3+4+5)=3,=590,2=10,(xi-)(yi-)=1320,
所以===132,=590-132×3=194,
所以变量x,y之间的线性回归方程为=132x+194,
当x=6时,=132×6+194=986(万元).
所以预测2024年6月份该公司的直播带货金额为986万元.
12.某科技公司为加大高科技研发投入,现对近十年来高科技研发投入情况分析调研,统计了近十年的研发投入y(单位:亿元)与年份代码x共10组数据,其中年份代码x=1,2,…,10分别指2014年,2015年,…,2023年.现用模型①y=bx+a,②y=c+d分别进行拟合,由此得到相应的经验回归方程,并进行残差分析,得到如图所示的残差图.
根据收集到的数据,计算得到下表数据,其中ti=,=i.
(xi-)2
(ti-)2
75
2.25
82.5
4.5
(yi-)·(xi-)
(yi-)·(ti-)
121.4
28.82
(1)根据残差图,比较模型①②的拟合效果,判断哪个模型拟合效果更好,并说明理由;
(2)根据(1)中所选模型,求出y关于x的经验回归方程(结果保留2位小数);根据该模型,求该公司2029年高科技研发投入y的预报值.
附: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)应该选择模型②.
由于模型②残差点比较均匀地落在水平的带状区域中,且带状区域的宽度比模型①带状宽度窄,所以模型②的拟合精度更高,相应的经验回归方程的预报精度就会越高,所以选模型②比较合适.
(2)根据模型②,令t=,研发投入y与t可用经验回归方程来拟合,有=+t.
则==≈6.404,
所以=-=75-×2.25=60.59,则y关于t的经验回归方程为=6.40t+60.59.
所以y关于x的非线性经验回归方程为=6.40+60.59.
2029年,即x=16时,
=6.40+60.59=86.19(亿元).
所以该公司2029年高科技研发投入y的预报值为86.19(亿元).
学科网(北京)股份有限公司
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