2023届高考数学一轮复习作业变量间的相关关系统计案例北师大版（答案有详细解析）

这是一份2023届高考数学一轮复习作业变量间的相关关系统计案例北师大版（答案有详细解析），共9页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1．如图是相关变量x，y的散点图，现对这两个变量进行线性相关分析，方案一：根据图中所有数据，得到线性回归方程eq \(y,\s\up8(^))＝eq \(b,\s\up8(^))1x＋eq \(a,\s\up8(^))1，相关系数为r1；方案二：剔除点(10，21)，根据剩下数据得到线性回归直线方程eq \(y,\s\up8(^))＝eq \(b,\s\up8(^))2x＋eq \(a,\s\up8(^))2，相关系数为r2．则( )
A．0＜r1＜r2＜1B．0＜r2＜r1＜1
C．－1＜r1＜r2＜0D．－1＜r2＜r1＜0
D [根据相关变量x，y的散点图知，变量x，y具有负线性相关关系，且点(10，21)是离群值．
方案一中，没剔除离群值，线性相关性弱些，成负相关；
方案二中，剔除离群值，线性相关性强些，也是负相关．
所以相关系数－1＜r2＜r1＜0．故选D．]
2．(2020·全国卷Ⅰ)某校一个课外学习小组为研究某作物种子的发芽率y和温度x(单位：℃)的关系，在20个不同的温度条件下进行种子发芽实验，由实验数据(xi，yi)(i＝1，2，…，20)得到下面的散点图：
由此散点图，在10 ℃至40 ℃之间，下面四个回归方程类型中最适宜作为发芽率y和温度x的回归方程类型的是( )
A．y＝a＋bxB．y＝a＋bx2
C．y＝a＋bexD．y＝a＋bln x
D [根据散点图，用光滑的曲线把图中各点依次连起来(图略)，由图并结合选项可排除A，B，C，故选D．]
3．为了研究某班学生的脚长x(单位：厘米)和身高y(单位：厘米)的关系，从该班随机抽取10名学生，根据测量数据的散点图可以看出y与x之间有线性相关关系．设其回归直线方程为eq \(y,\s\up8(^))＝eq \(b,\s\up8(^))x＋eq \(a,\s\up8(^))．已知eq \(∑,\s\up11(10),\s\d4(i＝1))xi＝225，eq \(∑,\s\up11(10),\s\d4(i＝1))yi＝1 600，eq \(b,\s\up8(^))＝4．该班某学生的脚长为24，据此估计其身高为( )
A．160 cm B．163 cm C．166 cm D．170 cm
C [∵eq \(∑,\s\up11(10),\s\d4(i＝1))xi＝225，∴eq \x\t(x)＝eq \f(1,10)eq \(∑,\s\up11(10),\s\d4(i＝1))xi＝22.5．
∵eq \(∑,\s\up11(10),\s\d4(i＝1))yi＝1 600，∴eq \x\t(y)＝eq \f(1,10)eq \(∑,\s\up11(10),\s\d4(i＝1))yi＝160．
又eq \(b,\s\up8(^))＝4，∴eq \(a,\s\up8(^))＝eq \x\t(y)－eq \(b,\s\up8(^))eq \x\t(x)＝160－4×22.5＝70．
∴回归直线方程为eq \(y,\s\up8(^))＝4x＋70．
将x＝24代入上式得eq \(y,\s\up8(^))＝4×24＋70＝166．故选C．]
4．现行普通高中学生在高一时面临着选科的问题，学校抽取了部分男、女学生意愿的一份样本，制作出如下两个等高堆积条形图：
根据这两幅图中的信息，下列哪个统计结论是不正确的( )
A．样本中的女生数量多于男生数量
B．样本中有两理一文意愿的学生数量多于有两文一理意愿的学生数量
C．样本中的男生偏爱两理一文
D．样本中的女生偏爱两文一理
D [由条形图知女生数量多于男生数量，有两理一文意愿的学生数量多于有两文一理意愿的学生数量，男生偏爱两理一文，女生中有两理一文意愿的学生数量多于有两文一理意愿的学生数量，故选D．]
5．某医疗所为了检查新开发的流感疫苗对甲型H1N1流感的预防作用，把1 000名注射疫苗的人与另外1 000名未注射疫苗的人半年的感冒记录作比较，提出假设H0：“这种疫苗不能起到预防甲型H1N1流感的作用”，并计算得P(χ2≥6.635)≈0.01，则下列说法正确的是( )
A．这种疫苗能起到预防甲型H1N1流感的有效率为1%
B．若某人未使用疫苗，则他在半年中有99%的可能性得甲型H1N1流感
C．有99%的把握认为“这种疫苗能起到预防甲型H1N1流感的作用”
D．有1%的把握认为“这种疫苗能起到预防甲型H1N1流感的作用”
C [因为P(χ2≥6.635)≈0.01，这说明假设不合理的程度为99%，即这种疫苗不能起到预防甲型H1N1流感的作用不合理的程度约为99%，所以有99%的把握认为“这种疫苗能起到预防甲型H1N1流感的作用”，故选C．]
二、填空题
6．对具有线性相关关系的变量x，y有一组观测数据(xi，yi)(i＝1，2，…，8)，其线性回归方程是eq \(y,\s\up8(^))＝eq \f(1,3)x＋eq \(a,\s\up8(^))，且x1＋x2＋x3＋…＋x8＝2(y1＋y2＋y3＋…＋y8)＝6，则实数eq \(a,\s\up8(^))的值为________．
eq \f(1,8) [依题意可知样本点的中心为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)，\f(3,8)))，则eq \f(3,8)＝eq \f(1,3)×eq \f(3,4)＋eq \(a,\s\up8(^))，解得eq \(a,\s\up8(^))＝eq \f(1,8)．]
7．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相关系数r与残差平方和m，如下表：
则________同学的试验结果体现A，B两变量有更强的线性相关性．
丁 [r越大，m越小，线性相关性越强．]
8．某医疗研究所为了检验某种血清预防感冒的作用，把500名使用血清的人与另外500名未使用血清的人一年中的感冒记录作比较，提出假设H0：“这种血清不能起到预防感冒的作用”，利用2×2列联表计算得χ2≈3.918，经查临界值表知P(χ2≥3.841)≈0.05．则下列结论中，正确结论的序号是________．
①有95%的把握认为“这种血清能起到预防感冒的作用”；②若某人未使用该血清，那么他在一年中有95%的可能性得感冒；③这种血清预防感冒的有效率为95%；④这种血清预防感冒的有效率为5%．
① [χ2≈3.918＞3.841，而P(χ2≥3.841)≈0.05，所以有95%的把握认为“这种血清能起到预防感冒的作用”．要注意我们检验的假设是否成立和该血清预防感冒的有效率是没有关系的，不是同一个问题，不要混淆．]
三、解答题
9．(2021·全国卷甲)甲、乙两台机床生产同种产品，产品按质量分为一级品和二级品，为了比较两台机床产品的质量，分别用两台机床各生产了200件产品，产品的质量情况统计如下表：
(1)甲机床、乙机床生产的产品中一级品的频率分别是多少？
(2)能否有99%的把握认为甲机床的产品质量与乙机床的产品质量有差异？
附：χ2＝eq \f(nad－bc2,a＋bc＋da＋cb＋d)，
[解] (1)根据题表中数据知，甲机床生产的产品中一级品的频率是eq \f(150,200)＝0.75，乙机床生产的产品中一级品的频率是eq \f(120,200)＝0.6．
(2)根据题表中的数据可得
χ2＝eq \f(400×150×80－120×502,200×200×270×130)＝eq \f(400,39)≈10.256．
因为10.256＞6.635，所以有99%的把握认为甲机床的产品质量与乙机床的产品质量有差异．
10．调查某公司的五名推销员，其工作年限与年推销金额如下表：
(1)在图中画出年推销金额关于工作年限的散点图，并从散点图中发现工作年限与年推销金额之间关系的一般规律；
(2)利用最小二乘法求年推销金额关于工作年限的回归直线方程；
(3)利用(2)中的回归方程，预测工作年限为10年的推销员的年推销金额．
附：eq \(b,\s\up8(^))＝eq \f(\(∑,\s\up11(n),\s\d4(i＝1)) xi－\x\t(x)yi－\x\t(y),\(∑,\s\up8(n),\s\d8(i＝1)) xi－\x\t(x)2)，eq \(a,\s\up8(^))＝eq \x\t(y)－eq \(b,\s\up8(^))eq \x\t(x)．
[解] (1)年推销金额关于工作年限的散点图如图：
从散点图可以看出，各点散布在从左下角到右上角的区域里，因此，工作年限与年推销金额正相关，即工作年限越长，年推销金额越大．
(2)由表中数据可得：
eq \x\t(x)＝eq \f(1,5)×(2＋3＋5＋7＋8)＝5，
eq \x\t(y)＝eq \f(1,5)×(3＋3.5＋4＋6.5＋8)＝5，
eq \(b,\s\up8(^))＝eq \f(\(∑,\s\up11(n),\s\d4(i＝1)) xi－\x\t(x)yi－\x\t(y),\(∑,\s\up8(n),\s\d8(i＝1)) xi－\x\t(x)2)
＝eq \f(－3×－2＋－2×－1.5＋0＋2×1.5＋3×3,9＋4＋0＋4＋9)
＝eq \f(21,26)，
eq \(a,\s\up8(^))＝eq \x\t(y)－eq \(b,\s\up8(^))eq \x\t(x)＝5－eq \f(21,26)×5＝eq \f(25,26)，
∴年推销金额关于工作年限的回归直线方程为
eq \(y,\s\up8(^))＝eq \f(21,26)x＋eq \f(25,26)．
(3)当x＝10时，eq \(y,\s\up8(^)) ＝eq \f(21,26)×10＋eq \f(25,26)＝eq \f(235,26)，
∴预测工作年限为10年的推销员的年推销金额为eq \f(235,26)万元．
1．已知变量x，y之间的线性回归方程为eq \(y,\s\up8(^))＝－0.7x＋10.3，且变量x，y之间的一组相关数据如下表所示，则下列说法错误的是( )
A．变量x，y之间呈负相关关系
B．可以预测，当x＝20时，eq \(y,\s\up8(^))＝－3.7
C．m＝4
D．该回归直线必过点(9，4)
C [由－0.72.706，
所以有90%的把握认为是否是评分良好用户与性别有关．
某芯片公司为制定下一年的研发投入计划，需了解年研发资金投入量x(单位：亿元)对年销售额y(单位：亿元)的影响．该公司对历史数据进行对比分析，建立了两个函数模型：①y＝α＋βx2，②y＝eλx＋t啦啦，其中α，β，λ，t均为常数，e为自然对数的底数．
现该公司收集了近12年的年研发资金投入量xi和年销售额yi的数据，i＝1，2，…，12，并对这些数据作了初步处理，得到了如图所示的散点图及一些统计量的值．
令ui＝xeq \\al(2,i)，vi＝ln yi(i＝1，2，…，12)，经计算得如下数据：
(1)设{ui}和{yi}的相关系数为r1，{xi}和{vi}的相关系数为r2，请从相关系数的角度，选择一个拟合程度更好的模型；
(2)(ⅰ)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)；
(ⅱ)若下一年销售额y需达到90亿元，预测下一年的研发资金投入量x是多少亿元．
附：①相关系数r＝eq \f(\i\su(i＝1,n, )xi－\(x,\s\up8(－))yi－\(y,\s\up8(－)),\r(\i\su(i＝1,n, )xi－\(x,\s\up8(－))2\i\su(i＝1,n, )yi－\(y,\s\up8(－))2))，
回归直线eq \(y,\s\up8(^))＝eq \(a,\s\up8(^))＋eq \(b,\s\up8(^))x中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为：eq \(b,\s\up8(^))＝eq \f(\i\su(i＝1,n, )xi－\(x,\s\up8(－))yi－\(y,\s\up8(－)),\i\su(i＝1,n, )xi－\(x,\s\up8(－))2)，eq \(a,\s\up8(^))＝eq \(y,\s\up8(－))－eq \(b,\s\up8(^))eq \(x,\s\up8(－))；
②参考数据：308＝4×77，eq \r(90)≈9.486 8，e4.499 8≈90．
[解] (1)由题意，r1＝eq \f(\(∑,\s\up11(12),\s\d4(i＝1)) ui－\(u,\s\up8(－))yi－\(y,\s\up8(－)),\r(\(∑,\s\up8(12),\s\d8(i＝1)) ui－\(u,\s\up8(－))2\i\su(i＝1,12, )yi－\(y,\s\up8(－))2))＝eq \f(21 500,\r(3 125 000×200))＝eq \f(21 500,25 000)＝eq \f(43,50)＝0.86，r2＝eq \f(\i\su(i＝1,12, )xi－\(x,\s\up8(－))vi－\(v,\s\up8(－)),\r(\i\su(i＝1,12, )xi－\(x,\s\up8(－))2\i\su(i＝1,12, )vi－\(v,\s\up8(－))2))＝eq \f(14,\r(770×0.308))＝eq \f(14,77×0.2)＝eq \f(10,11)≈0.91，
则|r1|