内容正文:
成对数据的统计分析
微练(七十九)
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一、单项选择题
1.某机构为调查运动爱好者是否有性别差异,通过调研数据统计:在500名男生中有200名爱好运动,在400名女生中有50名爱好运动.若要确定运动爱好是否与性别有关时,用下列最适合的统计方法是( )
A.均值 B.方差 C.独立性检验 D.回归分析
由题意可知,“爱好运动”与“性别”是两类变量,其是否有关,应用独立性检验判断.故选C.
2.甲、乙、丙、丁四位同学各自对A,B两个变量的线性相关性做试验,并用回归分析方法分别求得样本相关系数r与残差平方和m,如下表:
甲
乙
丙
丁
r
0.82
0.78
0.69
0.85
m
106
115
124
103
则哪位同学的试验结果体现A,B两个变量有更强的线性相关性?( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
r的绝对值越大,m越小,线性相关性越强.故选D.
3.根据如表样本数据:
x
2
3
4
5
6
y
4
2.5
-0.5
-2
-3
得到的经验回归方程为=x+则( )
A.>0,>0 B.>0,<0
C.<0,>0 D.<0,<0
由表中的数据可得,变量y随着x的增大而减小,则<0,==4,==0.2,又经验回归方程=x+经过样本点中心(4,0.2),可得>0.故选B.
4.某公司在2020~2024年的收入与支出情况如下表所示:
收入x(亿元)
2.2
2.6
4.0
5.3
5.9
支出y(亿元)
0.2
1.5
2.0
2.5
3.8
根据表中数据可得经验回归方程为=0.8x+,依此估计该公司收入为8亿元时的支出为( )
A.4.2亿元 B.4.4亿元 C.5.2亿元 D.5.4亿元
根据题表中的数据,由题意得=×(2.2+2.6+4.0+5.3+5.9)=4,=×(0.2+1.5+2.0+2.5+3.8)=2,所以=2-0.8×4=-1.2,所以经验回归方程为=0.8x-1.2,当x=8时,=0.8×8-1.2=5.2(亿元),即预测该公司收入为8亿元时的支出为5.2亿元.故选C.
5.(2025·福建宁德质检)2024海峡两岸各民族欢度“三月三”暨福籽同心爱中华·福建省第十一届“三月三”畲族文化节活动在宁德福安隆重开幕.在活动现场,为了解不同时段的入口游客人流量,从上午10点开始第一次向指挥中心反馈入口人流量,之后每过一个小时反馈一次.指挥中心统计了前5次的数据(i,yi),其中i=1,2,3,4,5,yi为第i次入口人流量数据(单位:百人),由此得到y关于i的回归方程=log2(i+1)+5.已知=9,根据回归方程(参考数据:log23≈1.6,log25≈2.3),可预测下午4点时入口游客的人流量为( )
A.9.6 B.11.0 C.11.4 D.12.0
由题意得==3,把(3,9)代入=log2(i+1)+5得9=log24+5,解得=2,则=2log2(i+1)+5,当i=7时,=2log28+5=11.故选B.
6.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=( )
A.45 B.55 C.75 D.85
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.
二、多项选择题
7.2024年6月18日,很多商场都在搞“618”促销活动.市物价局派人对5个商场某商品同一天的销售量及其售价进行调查,得到该商品的售价x(元)和销售量y(件)之间的一组数据(如表所示),用最小二乘法求得y关于x的经验回归方程是=-0.32x+,样本相关系数r≈-0.992 3,则下列说法正确的有( )
x
90
95
100
105
110
y
11
10
8
6
5
A.变量y与x负相关且相关性较强
B.=40
C.当x=75时,y的估计值为14.5
D.相应于点(95,10)的残差为0.4
对于A,由经验回归方程可得变量x,y线性负相关,且由样本相关系数r的绝对值|r|≈0.992 3可知相关性较强,故正确;对于B,由题可得=(90+95+100+105+110)=100,=(11+10+8+6+5)=8,故经验回归直线恒过点(100,8),故8=-0.32×100+,即=40,故正确;对于C,当x=75时,=-0.32×75+40=16,故错误;对于D,相应于点(95,10)的残差=10-(-0.32×95+40)=0.4,故正确.故选ABD.
8.为了解阅读量多少与幸福感强弱之间的关系,一个调查机构根据所得到的数据,绘制了如下所示的2×2列联表(个别数据暂用字母表示):
幸福感强
幸福感弱
合计
阅读量多
m
18
72
阅读量少
36
n
78
合计
90
60
150
计算得:χ2≈12.981,参照下表:
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
对于下面的选项,正确的是( )
A.根据小概率值α=0.010的独立性检验,可以认为“阅读量多少与幸福感强弱无关”
B.m=54
C.根据小概率值α=0.005的独立性检验,认为“阅读量多少与幸福感强弱有关”,此推断犯错误的概率不大于0.005
D.n=52
因为χ2≈12.981>7.879>6.635,所以根据小概率值α=0.010的独立性检验,认为“阅读量多少与幸福感强弱有关”,此推断犯错误的概率不大于0.010.根据小概率值α=0.005的独立性检验,认为“阅读量多少与幸福感强弱有关”,此推断犯错误的概率不大于0.005.所以A错,C正确,因为m+36=90,18+n=60,所以m=54,n=42,所以B正确,D错.故选BC.
三、填空题
9.已知x和y的散点图如图所示,在相关关系中,若用=1e2x拟合时的决定系数为R,用=x+拟合时的决定系数为R,则R,R中较大的是________.
R
由散点图知,用=1e2x拟合的效果比=x+拟合的效果要好,所以R>R,故较大者为R.
10.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.得到数据如下表:
零件个数x
10
20
30
40
50
加工时间y(min)
53
65
71
76
85
根据上表可得经验回归方程=x+中的=0.75,则经验回归方程=x+中=________;据此估计,加工的零件个数为60时所花费的时间为________min.
47.5
92.5
依题意,得==30,==70,显然,经验回归直线=x+必过点(30,70),则有0.75×30+=70,解得=47.5,所以=0.75x+47.5,则当x=60时,=0.75×60+47.5=92.5,故估计加工的零件个数为60时,所花费的时间为92.5 min.
11.为研究某新药的疗效,给100名患者服用此药,跟踪调查后得如表所示的数据:
性别
疗效
合计
无效
有效
男性患者
15
35
50
女性患者
6
44
50
合计
21
79
100
α
0.100
0.050
0.010
xα
2.706
3.841
6.635
设H0:服用此药的效果与患者的性别无关,χ2≈________(小数点后保留3位有效数字),从而得出结论:服用此药的效果与患者的性别有关,这种判断出错的概率不大于________.
由公式计算得χ2=≈4.882>3.841=x0.05,根据小概率值α=0.05的独立性检验,认为服用此药的效果与患者的性别有关,判断出错的概率不大于0.05.
4.882
0.05
四、解答题
12.(2024·陕西西安二模)民航招飞是指普通高校飞行技术专业通过高考招收飞行学生,据统计某校高三在校学生有1 000人,其中男学生600人,女学生400人,男、女各有100名学生有报名意向.
(1)完成给出的列联表,并分别估计男、女学生有报名意向的概率:
有报名意向
没有报名意向
合计
男学生
女学生
合计
列联表如表所示.
有报名意向
没有报名意向
合计
男学生
100
500
600
女学生
100
300
400
合计
200
800
1 000
男学生有报名意向的概率为=,女学生有报名意向的概率为=.
(2)依据小概率值α=0.010的独立性检验,分析该校高三学生是否有报名意向与性别有关.
附:χ2=,其中n=a+b+c+D.
α
0.10
0.05
0.025
0.010
0.001
xα
2.706
3.841
5.024
6.635
10.828
零假设为H0:该校高三学生是否有报名意向与性别无关.因为χ2=1 000×(100×300-500×100)2÷(600×400×200×800)≈10.42>6.635,根据小概率值χ=0.010的独立性检验,我们推断H0不成立,即认为该校高三学生是否有报名意向与性别有关,此推断犯错误的概率不大于0.010.
13.小李准备在某商场租一间商铺开服装店,为了解市场行情,在该商场调查了20家服装店,统计得到了它们的面积x(单位:m2)和日均客流量y(单位:百人)的数据(xi,yi)(i=1,2,…,20),并计算得i=2 400,i=210,(xi-)2=42 000,(xi-)(yi-)=6 300.
(1)求y关于x的经验回归方程;
由已知可得=i=120,=i=10.5,===0.15,=-=10.5-0.15×120=-7.5,所以经验回归方程为=0.15x-7.5.
(2)已知服装店每天的经济效益W=k+mx(k>0,m>0),该商场现有60~150 m2的商铺出租,根据(1)的结果进行预测,要使单位面积的经济效益Z最高,小李应该租多大面积的商铺?
附:经验回归直线=x+的斜率和截距的最小二乘估计分别为=,=-.
根据题意得Z==+m,60≤x≤150.设f(x)==-,令t=,≤t≤,则f(x)=g(t)=0.15t-7.5t2=-7.5×(t-0.01)2+0.000 75,当t=0.01,即x=100时,f(x)取最大值,又因为k>0,m>0,所以此时Z也取最大值,因此,小李应该租100 m2的商铺.
14.(多选题)沃柑,因其口感甜柔、低酸爽口,且营养成分高,成为大家喜欢的水果之一,目前主要种植于我国广西、云南、四川、湖南等地.得益于物流的快速发展,沃柑的销量大幅增长,同时刺激了当地农民种植沃柑的热情.根据对广西某地的沃柑种植面积情况进行调查,得到统计表如表所示:
年份t
2020
2021
2022
2023
2024
年份代码x
1
2
3
4
5
种植面积y/万亩
8
14
15
20
28
附:①样本相关系数r=;
②在经验回归方程=x+中,==,=-;≈47.33.
根据此表,下列结论正确的是( )
A.该地区这5年沃柑的种植面积的方差为212
B.种植面积y与年份代码x的样本相关系数约为0.972(精确到0.001)
C.y关于x的经验回归方程为=4.6x+3.2
D.预测该地区沃柑种植面积最早在2029年能突破40万亩
根据题意,得==17,s=×[(-9)2+(-3)2+(-2)2+32+112]=44.8,故A错误;由题意得==3,iyi
=1×8+2×14+3×15+4×20+5×28=301,=12+22+32+42+52=55,=82+142+152+202+282=1 669,所以r===
≈≈0.972,故B正确;因为===4.6,=-=17-4.6×3=3.2,所以y关于x的经验回归方程为=4.6x+3.2,故C正确;令=4.6x+3.2≥40,得x≥8,所以最小的整数为8,2 019+8=2 027,所以该地区沃柑种植面积最早在2027年能突破40万亩,故D错误.故选BC.
15.某企业拟对某产品进行科技升级,根据市场调研与模拟,得到科技升级投入m(万元)与科技升级直接收益y(万元)的数据统计如表所示.
序号i
1
2
3
4
5
6
7
mi
2
3
4
6
8
10
13
yi
13
22
31
42
50
56
58
根据表格中的数据,建立了y与m的两个回归模型,模型①:=4.1m+11.8;模型②:=21.3-14.4.
(1)根据下列表格中的数据,比较模型①,②的相关指数的大小,并选择拟合精度更高、更可靠的模型;
回归模型
模型①
模型②
回归方程
=4.1m+11.8
=21.3-14.4
(yi-i)2
182.4
79.2
因为182.4>79.2,所以>,1-<1-,所以模型①的决定系数小于模型②的决定系数,即模型②的拟合精度更高、更可靠.
(2)根据(1)中选择的模型,预测对该产品科技升级的投入为100万元时的直接收益.
附:刻画模型拟合效果的决定系数R2=1-,R2越大,模型的拟合效果越好.
当m=100万元时,对该产品科技升级的直接收益的预测值=21.3-14.4=213-14.4=198.6(万元).
$$