内容正文:
4.3.1 第2课时 相关系数
[课时跟踪检测]
1.调查某种群花萼长度和花瓣长度,所得数据如图所示.其中相关系数r=0.824 5,下列说法正确的是 ( )
A.花瓣长度和花萼长度没有相关性
B.花瓣长度和花萼长度呈负相关
C.花瓣长度和花萼长度呈正相关
D.若从样本中抽取一部分,则这部分的相关系数一定是0.824 5
解析:选C 因为相关系数r=0.824 5,比较接近于1,所以花瓣长度和花萼长度的相关性较强,并且呈正相关,所以A、B错误,C正确;因为相关系数与样本的数据有关,所以当样本发生变化时,相关系数也会发生变化,所以D错误.故选C.
2.对两组数据x,y和v,u分别进行回归分析,得到散点图如图所示,并求得回归直线方程分别是=x+和=v+,并对变量x,y进行线性相关检验,得到相关系数r1,对变量v,u进行线性相关检验,得到相关系数r2,则下列判断正确的是 ( )
A.b1>0 B.b2<0
C.|r1|<|r2| D.r1+r2<0
解析:选D 由散点图可知,x与y负相关,v与u正相关,则b1<0,b2>0,故A、B错误;且图形中点(x,y)比(v,u)更加集中在一条直线附近,则|r1|>|r2|.又r1<0,r2>0,得r1+r2<0,故C错误,D正确.
3.(2025·天津高考)下列说法中错误的是 ( )
A.若X~N(μ,σ2),则P(X≤μ-σ)=P(X≥μ+σ)
B.若X~N(1,22),Y~N(2,22),则P(X<1)<P(Y<2)
C.|r|越接近1,相关性越强
D.|r|越接近0,相关性越弱
解析:选B 对于A,根据正态分布对称性可知,P(X≤μ-σ)=P(X≥μ+σ),A说法正确;
对于B,根据正态分布对称性可知,P(X<1)=P(Y<2)=0.5,B说法错误;
对于C和D,样本相关系数|r|越接近0,相关性越弱,越接近1,相关性越强,故C和D说法正确.
4.在一次试验中,测得(x,y)的四组值分别为(1,2),(2,0),(4,-4),(-1,6),则y与x的相关系数为 ( )
A.1 B.-2
C.0 D.-1
解析:选D 因为=1.5,=1,=22,=56,xiyi=-20,所以相关系数r==-1.
5.[多选]根据国家统计局统计,我国2018~2023年的出生人口数(单位:万人)分别为1 523,1 465,1 202,
1 062,956,902,将年份减去2017记为x,出生人口数记为y,得到以下数据:
x
1
2
3
4
5
6
y/万人
1 523
1 465
1 202
1 062
956
902
已知= yi=1 185,由最小二乘法求得y关于x的回归直线方程为=-136x+,则 ( )
A.=1 661
B.这6年出生人口数的第一四分位数为1 465
C.相关系数r<0
D.样本点(4,1 062)的残差为55
解析:选AC =3.5,所以=+136=1 661,A正确;6×0.25=1.5,所以第一四分位数是把数据从小到大排列的第二个数956,B错误;相关系数和-136的正负相同,C正确;当x=4时,=-136×4+1 661=1 117,对应残差为1 062-1 117=-55,D错误.
6.已知由样本数据(xi,yi)(i=1,2,3,…,10)组成的一个样本,变量x,y具有线性相关关系,其回归直线方程为=x+,并计算出变量x,y之间的相关系数为-0.96,xi=-8,yi=-15,则回归直线经过 ( )
A.第一、二、三象限 B.第二、三、四象限
C.第一、二、四象限 D.第一、三、四象限
解析:选B 由相关系数为-0.96,知x,y负相关,所以<0.又xi=-8,yi=-15,求得样本中心点为(-0.8,-1.5),由于(-0.8,-1.5)在回归直线上,且点在第三象限,所以回归直线经过第二、三、四象限.
7.[多选]已知变量x和变量y的一组成对样本数据(xi,yi)(i=1,2,…,n)的散点落在一条直线附近,= xi,= yi,相关系数为r,回归直线方程为=x+,则 ( )
A.当r越大时,成对样本数据的线性相关程度越强
B.当r>0时,>0
C.当xn+1=,yn+1=时,成对样本数据(xi,yi)(i=1,2,…,n,n+1)的相关系数r'满足r'=r
D.当xn+1=,yn+1=时,成对样本数据(xi,yi)(i=1,2,…,n,n+1)的回归直线方程=x+满足=
解析:选BCD 当|r|越接近1时,成对样本数据的线性相关程度越强,故A错误;当r>0时,成对样本数据正相关,相关系数r的符号与相同,则>0,故B正确;当xn+1=,yn+1=时,将这组数据添加后,,不变,故相关系数r的表达式中的分子和分母均不变,故C正确;当xn+1=,yn+1=时,将这组数据添加后,,不变,故回归直线方程中斜率的表达式中的分子和分母均不变,所以=,故D正确.
8.(5分)在钢铁碳含量对于电阻的效应研究中,得到如下数据表:
碳含量
x/%
0.10
0.30
0.40
0.55
0.70
0.80
0.95
20 ℃时
电阻y/Ω
15
18
19
21
22.6
23.6
26
则相关系数r= .说明钢铁碳含量与电阻之间具有 (选填“较强”或“较弱”)的相关关系.
解析:由已知数据得= xi≈0.543,= yi≈20.74,
xiyi-7=85.45-7×0.543×20.74≈6.62,
-7=2.595-7×0.5432≈0.531,
-7=3 094.72-7×20.742≈83.687.
∴r=≈0.993.
由于r比较接近于1,故钢铁碳含量与电阻之间的线性相关关系较强.
答案:0.993 较强
9.(5分)已知由一组样本数据确定的回归直线方程为=1.5x+1,且=2,发现有两组数据(2.4,2.8)与(1.6,5.2)误差较大.去掉这两组数据后,重新求得回归直线的斜率为1,那么当x=4时,的估计值为 .
解析:由一组样本数据确定的回归直线方程为=1.5x+1,且=2,∴=1.5×2+1=4,∴样本点的中心为(2,4).去掉(2.4,2.8)与(1.6,5.2),计算得剩余数据的样本点的中心也是(2,4).∵重新求得的回归直线的斜率为1,∴回归直线方程可设为=x+,将(2,4)代入,得=2,∴回归直线方程为=x+2.将x=4代入回归直线方程,得的估计值为6.
答案:6
10.(10分)某电商统计了最近5个月某商品的网络直播线上月销售量y(单位:千件)与售价x(单位:元/件)的情况如下表所示.
售价x(元/件)
53
49
51
50
47
月销售量y/千件
5
9
7
10
9
(1)求相关系数r,并说明是否可以用线性回归模型拟合y与x的关系;(当|r|∈[0.75,1]时,可以认为两个变量有很强的线性相关性;否则,没有很强的线性相关性)(精确到0.01)(6分)
(2)建立y关于x的回归直线方程,并估计当售价为52元/件时,该商品的线上月销售量为多少千件?(4分)
解:(1)由已知得==50,==8.
==-≈-≈-0.78.
因为|r|>0.75,所以y与x有很强的线性相关性,可以用线性回归模型拟合.
(2)
=-=8-(-0.7)×50=43,
所以y关于x的回归直线方程为=-0.7x+43.
当x=52时,=-0.7×52+43=6.6,
故当售价为52元/件时,该商品的线上月销售量估计为6.6千件.
11.(15分)某基地蔬菜大棚采用无土栽培方式种植各类蔬菜.过去50周的资料显示,该地周光照量X(单位:小时)都在30小时以上,其中不足50小时的有5周,不低于50小时且不超过70小时的有35周,超过70小时的有10周.根据统计,该基地的西红柿增加量y(单位:kg)与使用某种液体肥料的质量x(单位:kg)之间的对应数据为如图所示的折线图.
(1)依据折线图计算相关系数r(精确到0.01),并据此判断是否可用线性回归模型拟合y与x的关系.
(若|r|>0.75,则线性相关程度很高,可用线性回归模型拟合)(8分)
(2)蔬菜大棚对光照要求较高,某光照控制仪商家为该基地提供了部分光照控制仪,但每周光照控制仪运行台数受周光照量X限制,并有如下关系:
周光照量X/小时
30<X<50
50≤X≤70
X>70
光照控制仪运行台数
3
2
1
对商家来说,若某台光照控制仪运行,则该台光照控制仪产生的周利润为3 000元;若某台光照控制仪未运行,则该台光照控制仪周亏损1 000元.若商家安装了3台光照控制仪,求商家在过去50周的周总利润的平均值.
(7分)
参考数据:≈0.55,≈0.95.
解:(1)由已知数据可得==5,==4.
==≈0.95.
∵|r|>0.75,∴可用线性回归模型拟合y与x的关系.
(2)由条件可得在过去50周里,
当X>70时,共有10周,此时只有1台光照控制仪运行,每周的周总利润为1×3 000-2×1 000=1 000(元).当50≤X≤70时,共有35周,此时有2台光照控制仪运行,每周的周总利润为
2×3 000-1×1 000=5 000(元).当30<X<50时,共有5周,此时3台光照控制仪都运行,
每周的周总利润为3×3 000=9 000(元).
∴过去50周的周总利润的平均值为=4 600(元),
∴商家在过去50周的周总利润的平均值为4 600元.
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