摘要:
**基本信息**
聚焦回归分析全链条,以题载法构建“概念辨析-方程求解-实际应用”逻辑体系,强化数学思维与数据意识
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础概念辨析|5题(含高考真题)|相关关系判断、相关系数意义及范围|从相关关系识别到统计量刻画,形成概念认知链|
|回归方程求解与应用|6题(含模拟题)|回归方程参数计算、残差分析、预测应用|基于样本中心构建方程,通过残差检验模型拟合|
|综合应用与拓展|2题(含实际问题)|非线性回归线性化、优化决策|从线性回归延伸至非线性转化,提升数据建模能力|
内容正文:
课时3 回归分析
一、单选题
1. 某商家今年上半年各月的人均销售额(单位:千元)与利润率统计表如下:
月份
1
2
3
4
5
6
人均销售额
6
5
8
3
4
7
利润率/(%)
12.6
10.4
18.5
3.0
8.1
16.3
根据表中数据,下列说法正确的是( )
A.利润率与人均销售额呈正相关关系
B.利润率与人均销售额呈负相关关系
C.利润率与人均销售额呈正比例函数关系
D.利润率与人均销售额呈反比例函数关系
2. 对变量X,Y,有下列观测数据,,,,对变量U,V,有下列观测数据,,,,.用表示变量X,Y之间的样本相关系数,表示变量U,V之间的样本相关系数,则( )
A. B. C. D.
3.(2026·天津高考)下列说法中错误的是
A.若,则
B.若,,,,则
C.越接近1,相关性越强
D.越接近0,相关性越弱
4.(2026·四川宜宾市高三统考期末)已知一组数据(xi,yi)(1≤i≤10且i∈Z)的经验回归方程为=7x+a,若xi=70,yi=500,则a=( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
5.已知由样本数据组成的一个样本,得到回归直线方程为,且,去除两个样本点和后,新得到的回归直线方程斜率为3,则样本的残差为( )
A.0 B. C.1 D.2
6、 在研究变量x与y之间的关系时,进行实验后得到了一组样本数据(x1,y1),(x2,y2),…,(x5,y5),(6,28),(0,28),利用此样本数据求得的经验回归方程为=x+. 现发现数据(6,28)和(0,28)误差较大,剔除这两对数据后,求得的经验回归方程为=4x+m,且 yi=140,则m=( )
A.8 B.12
C.16 D.20
二、多选题
7、对两组数据进行统计后得到的散点图如图,下列关于其样本相关系数的结论正确的有( )
A.r1<0 B.r2>1
C.r1+r2>0 D.|r1|>|r2|
8.(2026·河北邢台市模拟)下列命题为真命题的有( )
A.若样本数据x1,x2,x3,x4,x5,x6的方差为2,则数据3x1-1,3x2-1,3x3-1,3x4-1,3x5-1,3x6-1的方差为17
B.一组数据8,9,10,11,12的第80百分位数是11.5
C.用决定系数R2比较两个模型的拟合效果时,若R2越大,则相应模型的拟合效果越好
D.以模型y=cekx去拟合一组数据时,为了求出回归方程,设z=lny,求得经验回归方程为=2x+0.4,则c,k的值分别是e0.4和2
9. (2026·山东济南市模拟)已知两个变量y与x对应关系如下表:
x
1
2
3
4
5
y
5
m
8
9
10.5
若y与x满足一元线性回归模型,且经验回归方程为=1.25x+4.25,则有( )
A.y与x呈正相关
B.m=7
C.样本数据y的第60百分位数为8
D.各组数据的残差和为0
三、填空题
10、(2026·安徽阜阳市模拟)假如女儿身高y(单位:cm)关于父亲身高x(单位:cm)的经验回归方程为 =0.81x+25.82.已知父亲身高为175 cm,则估计女儿的身高是
Cm.(结果保留整数).
11. 下表提供了某厂节能降耗技术改造后在生产A产品过程中记录的产量x(单位:t)与相应的生产能耗y(单位:t)的几组对应数据:
x
3
4
5
6
y
2.5
t
4
4.5
如果根据上表提供的数据,求出y关于x的经验回归方程是=0.7x+0.35,那么表中t的值为__ __.
12.某池塘中水生植物的覆盖水塘面积(单位:)与水生植物的株数之间的相关关系,收集了4组数据,用模型去拟合与的关系,设,与的数据如下表格所示:
3
4
6
7
2.5
3
4
5.9
得到与的线性回归方程,则___________.
四、解答题
13.(2026·湖北黄冈市模拟)某民营学校为增强实力与影响力,大力招揽名师、建设校园硬件设施,近5年该校招生人数的数据如下表:
年份序号x
1
2
3
4
5
招生人数y/千人
0.8
1
1.3
1.7
2.2
(1) 由表中数据可看出,可用线性回归模型拟合y与x的关系,请用样本相关系数加以证明;
(2) 求y关于x的经验回归方程,并预测当年份序号为7时该校的招生人数.
参考数据:xiyi=24.5, (yi-)2=1.26,≈3.55.
14.5G技术对社会和国家十分重要.从战略地位来看,业界一般将其定义为继蒸汽机革命、电气革命和计算机革命后的第四次工业革命.某科技集团生产A,B两种5G通信基站核心部件,下表统计了该科技集团近几年来在A部件上的研发投入(单位:亿元)与收益y(单位:亿元)的数据,结果如下:
研发投入x/亿元
1
2
3
4
5
收益y/亿元
3
7
9
10
11
(1)利用样本相关系数r说明是否可以用线性回归模型拟合y与x的关系(当时,可以认为两个变量有很强的线性相关性).
(2)求出y关于x的经验回归方程,并利用该方程回答问题:
①若要使得生产A部件的收益不低于15亿元,估计至少需要投入多少研发资金?(精确到0.001亿元)
②该科技集团计划用10亿元对A,B两种部件进行投资,对B部件投资元所获得的收益y近似满足,则该科技集团针对A,B两种部件各应投入多少研发资金,能使得所获得的总收益P最大?
参考公式:样本相关系数,回归直线方程的斜率,截距
课时3 回归分析参考答案
1. A【解析】由统计表可得利润率与人均销售额不是正比例关系,也不是反比例关系,排除C和D;其属于正相关关系,A正确,B错误.故选A.
2. C【解析】由条件可知第一组中的数据负相关,样本相关系数小于零;第二组中的数据正相关,样本相关系数大于零,所以有故选C.
3.B【解析】对于选项,由正态分布的性质可知,当时,则,故正确;
对于选项,由正态分布的性质可知,当,,,时,,故正确;
对于选项,,由相关系数的性质可知,越接近1,相关性越强,越接近0,相关性越弱,故,正确.故选.
4.C【解析】由于xi=70, yi=500,所以=7,=50,将(7,50)代入=7x+a,所以7×7+a=50,解得a=1.故选C.
5.B【解析】 将代入,,去除两个样本点和后,所以,,,故去除样本点和后的回归直线方程为.当时,,则样本的残差为.故选B.
6.C【解析】设未剔除这两对数据前的x,y的平均数分别为,,剔除这两对数据后的x,y的平均数分别为′,′.因为 yi=140,所以′==28,则′==.又这两对数据为(6,28),(0,28),所以=×(140+56)=28,=×(7-166)=3,所以′==,解得m=16.故选C.
7、AC【解析】由散点图可知,样本相关系数r1的图象表示y与x负相关,故-1<r1<0,故A正确;
样本相关系数r2的图象表示y与x正相关,故1>r2>0,故B错误;
因为样本相关系数r2的点较样本相关系数r1的点密集,故|r2|>|r1|,故r1+r2>0,故C正确,D错误.故选AC.
8.BCD【解析】对于选项A,若样本数据x1,x2,…,x6的方差为2,则数据3x1-1,3x2-1,3x3-1,3x4-1,3x5-1,3x6-1的方差为32×2=18≠17,故A错误;
对于选项B,5×80%=4,则其第80百分位数是=11.5,故B正确;
对于选项C,根据决定系数的含义知R2越大,则相应模型的拟合效果越好,故C正确;
对于选项D,以模型y=cekx去拟合一组数据时,为了求出回归方程,设z=lny,则z=lny=lnc+lnekx=lnc+kx,又已知经验回归方程为 =2x+0.4,则lnc=0.4,k=2,故c,k的值分别是e0.4和2,故D正确.故选BCD.
9. AD【解析】由经验回归方程知1.25>0,所以y与x正相关,故A正确;
由表格数据及经验回归方程易知=3,=1.25×3+4.25=⇒m=7.5,故B错误;易知5×60%=3,所以样本数据y的第60百分位数为=8.5,故C错误;
由经验回归方程知x=1,2,3,4,5时对应的预测值分别为=5.5,6.75,8,9.25,10.5,对应残差分别为-0.5,0.75,0,-0.25,0,显然残差之和为0,故D正确.故选AD.
10、168【解析】当x=175时,=0.81x+25.82=0.81×175+25.82≈168.
11. 3【解析】由经验回归直线过点(,),即=0.7+0.35,得=0.7×+0.35,解得t=3.
12.【解析】由已知,得,,所以,解得.所以.由,得,所以,所以.
13.【解】(1)由题意知=(1+2+3+4+5)=3,=(0.8+1+1.3+1.7+2.2)=1.4, (xi-)2=4+1+ 0+1+4=10,所以r===≈≈0.986,因为r与1非常接近,故可用线性回归模型拟合y与x的关系.
(2)===0.35,=-=1.4-0.35×3=0.35,所以y关于x的经验回归方程为=0.35x+0.35.当x=7时,=0.35×7+0.35=2.8,由此预测当年份序号为7时该校的招生人数为2.8千.
14.【解】(1),,,,,
所以.可以用线性回归模型拟合y与x的关系.
(2)因为,所以,所以y关于的经验回归方程为.
①令,得,解得,所以若要使生产A部件的收益不低于15亿元,估计至少需要投入6.684亿元研发资金.
②设B部件的研发投入为亿元,则A部件的研发投入为亿元,总收益.求导,得.令得,.当时,,故P单调递增;当,,故P单调递减,所以当时,P取得最大值22亿元.所以该科技集团在A,B两种部件上分别投入8亿元,2亿元的研发资金,可使所获得的总收益P最大.
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