4.1 成对数据的统计相关性(原卷板+解析版)高中数学 湘教版(2019)选择性必修第二册

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4.1 成对数据的统计相关性(原卷板+解析版)高中数学 湘教版(2019)选择性必修第二册

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4.1 成对数据的统计相关性
(1—8小题,每小题5分,共40分)
1.观察下列散点图,关于两个变量的相关关系推断正确的是(  )
A.(1)为正相关,(2)为负相关,(3)为不相关
B.(1)为负相关,(2)为不相关,(3)为正相关
C.(1)为负相关,(2)为正相关,(3)为不相关
D.(1)为正相关,(2)为不相关,(3)为负相关
2.对于样本相关系数,下列说法错误的是(  )
A.样本相关系数可以用来判断成对样本数据相关的正负性
B.样本相关系数可以是正的,也可以是负的
C.样本相关系数越大,成对样本数据的线性相关程度也越强
D.样本相关系数r∈[-1,1]
3.已知x,y是两个变量,下列四个关系中,x,y呈负相关的是(  )
A.y=x2-1 B.y=-x2+1
C.y=x-1 D.y=-x+1
4.以下4幅散点图所对应的样本相关系数最大的是(  )
A.r1 B.r2
C.r3 D.r4
5.(多选)下列有关样本相关系数的说法正确的是(  )
A.相关系数用来衡量x与y的之间的线性相关程度
B.|r|≤1,且|r|越接近0,相关程度越小
C.|r|≤1,且|r|越接近1,相关程度越大
D.|r|≥1,且|r|越接近1,相关程度越大
6.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    .
附:r=
=.
7.如图所示的两个变量具有相关关系的序号是    .
8.甲、乙、丙、丁四位同学各自对A,B两变量的线性相关性做试验,并用回归分析方法求得相关系数r如下表:
甲 乙 丙 丁
r -0.82 -0.78 -0.69 -0.85
则同学    的实验结果体现A,B两变量有更强的线性相关性.
9.(13分)假设关于某种设备的使用年限x(年)与所支出的维修费用y(万元),有如下统计资料:(结果精确到0.001)
x 2 3 4 5 6
y 2.2 3.8 5.5 6.5 7.0
用相关系数r对x、y进行线性相关性检验.
已知数据:=90,≈140.8,xiyi=112.3,≈8.9,≈1.4.
附:r=
=.
10.(13分)某市一所医院在某时间段为发烧超过38 ℃的病人特设发热门诊,该门诊记录了连续5天昼夜温差x(℃)与就诊人数y的资料:
日期 第1天 第2天 第3天 第4天 第5天
昼夜温 差xi (℃) 8 10 13 12 7
就诊人数yi (人) 18 25 28 27 17
求(xi,yi)(i=1,2,…,5)的相关系数r,并说明昼夜温差x(℃)与就诊人数y具有很强的线性相关关系.
附:样本(xi,yi)(i=1,2,…,n)的相关系数为r,当|r|>0.75时,认为两个变量有很强的线性相关关系.
参考数据:≈5.10,≈10.30,
r=.
(11—13小题,每小题5分,共15分)
11.对某两名高三学生在连续9次数学测试中的成绩(单位:分)进行统计得到如下折线图.下面关于这两位同学的数学成绩的分析中,正确的个数为(  )
①甲同学的成绩折线图具有较好的对称性,故而平均成绩为130分;
②根据甲同学成绩折线图提供的数据进行统计,估计该同学平均成绩在区间[110,120]内;
③乙同学的数学成绩与测试次号具有比较明显的线性相关性,且为正相关;
④乙同学在这连续九次测试中的最高分与最低分的差超过40分.
A.1 B.2
C.3 D.4
12.(交汇融合)(多选)下列说法中错误的是(  )
A.若数列{an}为常数列,则{an}是等差数列但不一定是等比数列
B.若函数f(x)为奇函数,则f(0)=0
C.若两个变量x,y的相关系数为r,则r越大,x与y之间的相关性越强
D.事件A或B发生的概率为事件A和事件B的概率之和
13.对于线性相关系数r,叙述正确的是    .
①|r|∈(0,+∞),|r|越大,相关程度越强,反之,相关程度越弱;
②r∈(-∞,+∞),r越大,相关程度越强,反之,相关程度越弱;
③|r|≤1且|r|越接近于1,相关程度越强;|r|越接近于0,相关程度越弱;
④以上说法都不对.
14.(15分)随着互联网技术的发展,各类手机APP也如雨后春笋般涌现.如表中统计的是某手机APP自2018年8月初推出后至2019年4月底的月新注册用户数,记月份代码为t(如t=1对应于2018年8月份,t=2对应于2018年9月份,…,t=9对应于2019年4月份),月新注册用户数为y(单位:百万人).
t 1 2 3 4 5 6 7 8 9
y 3.2 3.8 4.3 4.7 5.6 6.4 7.9 8.6 9.5
请依据上表的统计数据,判断月新注册用户数与月份线性相关性的强弱.
参考数据:tiyi=318.5,=364.2,≈8.2,=285.
相关系数r==(当|r|>0.75时,认为两相关变量相关性很强).
15.(17分)在班级随机地抽取8名学生,得到一组数学成绩与物理成绩的数据:
数学成绩x 60 90 115 80 95 135 80 145
物理成绩y 40 60 75 40 70 85 60 90
(1)计算出数学成绩与物理成绩的平均分;
(2)求相关系数r的值,并判断相关性的强弱.(r≥0.75为强)
附:r=.
16.(17分)一般来说,市场上产品的宣传费用与产品的销量存在一定关系.已知产品甲的年宣传费用x(百万元)和年销量y(万箱)的统计数据如下:
年宣传费用x(百万元) 3 5 6 10 13 15 18
年销量y(万箱) 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
(1)求y与x的相关系数r(精确到0.01),并判断y与x的关系是否可用线性回归方程模型拟合?(规定:|r|≥0.75时,可用线性回归方程模型拟合)
(2)从年销量不少于3万箱中任取两个数据作为样本,求恰有1个数据不少于4万箱的概率.
附:①相关系数r=;
②xiyi=246,=888,=70,≈36.28;≈36.41.
4.1 成对数据的统计相关性
(1—8小题,每小题5分,共40分)
1.观察下列散点图,关于两个变量的相关关系推断正确的是(  )
A.(1)为正相关,(2)为负相关,(3)为不相关
B.(1)为负相关,(2)为不相关,(3)为正相关
C.(1)为负相关,(2)为正相关,(3)为不相关
D.(1)为正相关,(2)为不相关,(3)为负相关
答案:D
解析:由(1)可知各点呈上升趋势,x与y正相关;
(2)中的点杂乱无章,不具有相关性;
(3)各点呈下降趋势,x与y负相关. 故选D.
2.对于样本相关系数,下列说法错误的是(  )
A.样本相关系数可以用来判断成对样本数据相关的正负性
B.样本相关系数可以是正的,也可以是负的
C.样本相关系数越大,成对样本数据的线性相关程度也越强
D.样本相关系数r∈[-1,1]
答案:C
解析:对于相关系数的定义:
当相关性越强,相关系数就越接近于±1;
当相关系数的绝对值越小,相关性越弱;
当系数为正数时,为正相关,系数为负数时,为负相关,所以A、B、D正确.故选C.
3.已知x,y是两个变量,下列四个关系中,x,y呈负相关的是(  )
A.y=x2-1 B.y=-x2+1
C.y=x-1 D.y=-x+1
答案:D
解析:根据题意,依次分析选项:对于A,y=x2-1,当x增大时,y的值不一定减小,两个变量不是负相关,不符合题意;
对于B,y=-x2+1,当x增大时,y的值不一定减小,两个变量不是负相关,不符合题意;
对于C,y=x-1,当x增大时,y的值一定增大,两个变量正相关,不符合题意;
对于D,y=-x+1,当x增大时,y的值一定减小,两个变量负相关,符合题意.故选D.
4.以下4幅散点图所对应的样本相关系数最大的是(  )
A.r1 B.r2
C.r3 D.r4
答案:A
解析:由题中给出的4幅散点图可以看出,
图2和图4是负相关,相关系数小于0,
图1和图3是正相关,相关系数大于0,其中图1的点相对更集中,所以相关性更强,
故样本相关系数最大的是r1.故选A.
5.(多选)下列有关样本相关系数的说法正确的是(  )
A.相关系数用来衡量x与y的之间的线性相关程度
B.|r|≤1,且|r|越接近0,相关程度越小
C.|r|≤1,且|r|越接近1,相关程度越大
D.|r|≥1,且|r|越接近1,相关程度越大
答案:ABC
解析:相关系数是用来衡量两个变量之间的线性相关程度的,故A正确;线性相关系数是一个绝对值小于或等于1的量,并且它的绝对值越大就说明相关程度越大,故B和C正确,D不正确.故选ABC.
6.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    .
附:r=
=.
答案:-1
解析:=(1+2+4-1)=1.5,
=(2+0-4+6)=1,
=22,
=56,
xiyi=-20,
代入公式可得r===-1.
7.如图所示的两个变量具有相关关系的序号是    .
答案:②③
解析:观察散点图知②③中的图呈带状分布.
8.甲、乙、丙、丁四位同学各自对A,B两变量的线性相关性做试验,并用回归分析方法求得相关系数r如下表:
甲 乙 丙 丁
r -0.82 -0.78 -0.69 -0.85
则同学    的实验结果体现A,B两变量有更强的线性相关性.
答案:丁
解析:由相关系数的意义可知,相关系数的绝对值越接近于1,相关性越强,结合题意可知同学丁的试验结果线性相关性更强.
9.(13分)假设关于某种设备的使用年限x(年)与所支出的维修费用y(万元),有如下统计资料:(结果精确到0.001)
x 2 3 4 5 6
y 2.2 3.8 5.5 6.5 7.0
用相关系数r对x、y进行线性相关性检验.
已知数据:=90,≈140.8,xiyi=112.3,≈8.9,≈1.4.
附:r=
=.
解:根据题意得==4,
==5,
则·=20.
=90,≈140.8,
xiyi=112.3,≈8.9,≈1.4,
则r=
≈
=≈0.987,故x、y具有较强的线性关系.
10.(13分)某市一所医院在某时间段为发烧超过38 ℃的病人特设发热门诊,该门诊记录了连续5天昼夜温差x(℃)与就诊人数y的资料:
日期 第1天 第2天 第3天 第4天 第5天
昼夜温 差xi (℃) 8 10 13 12 7
就诊人数yi (人) 18 25 28 27 17
求(xi,yi)(i=1,2,…,5)的相关系数r,并说明昼夜温差x(℃)与就诊人数y具有很强的线性相关关系.
附:样本(xi,yi)(i=1,2,…,n)的相关系数为r,当|r|>0.75时,认为两个变量有很强的线性相关关系.
参考数据:≈5.10,≈10.30,
r=.
解:==10,
==23,
r=
≈≈0.97,
r>0.75,昼夜温差x(℃)与就诊人数y具有很强的线性相关关系.
(11—13小题,每小题5分,共15分)
11.对某两名高三学生在连续9次数学测试中的成绩(单位:分)进行统计得到如下折线图.下面关于这两位同学的数学成绩的分析中,正确的个数为(  )
①甲同学的成绩折线图具有较好的对称性,故而平均成绩为130分;
②根据甲同学成绩折线图提供的数据进行统计,估计该同学平均成绩在区间[110,120]内;
③乙同学的数学成绩与测试次号具有比较明显的线性相关性,且为正相关;
④乙同学在这连续九次测试中的最高分与最低分的差超过40分.
A.1 B.2
C.3 D.4
答案:C
解析:①甲同学的成绩折线图具有较好的对称性,最高分是130分,故而平均成绩小于130分,故①错误;
②根据甲同学成绩折线图提供的数据进行统计,估计该同学平均成绩在区间[110,120]内,故②正确;
③乙同学的数学成绩与测试次号具有比较明显的线性相关性,且为正相关,故③正确;
④乙同学在这连续九次测试中的最高分大于130分,最低分小于90分,差超过40分,故④正确.故选C.
12.(交汇融合)(多选)下列说法中错误的是(  )
A.若数列{an}为常数列,则{an}是等差数列但不一定是等比数列
B.若函数f(x)为奇函数,则f(0)=0
C.若两个变量x,y的相关系数为r,则r越大,x与y之间的相关性越强
D.事件A或B发生的概率为事件A和事件B的概率之和
答案:BCD
解析:对于A,当an=0时,数列{an}是等差数列,不是等比数列,故A正确;
对于B,当奇函数f(x)的定义域中没有数值0时,f(0)没有意义,故B错误;
对于C,|r|越接近于1,两个变量的相关性越强,|r|越接近于0,两个变量的相关性越弱,故C错误;
对于D,事件A,B互斥时结论才成立,故D错误.故选BCD.
13.对于线性相关系数r,叙述正确的是    .
①|r|∈(0,+∞),|r|越大,相关程度越强,反之,相关程度越弱;
②r∈(-∞,+∞),r越大,相关程度越强,反之,相关程度越弱;
③|r|≤1且|r|越接近于1,相关程度越强;|r|越接近于0,相关程度越弱;
④以上说法都不对.
答案:③
解析:用相关系数r可以衡量两个变量之间的相关关系的强弱,r的绝对值越接近于1,表示两个变量的线性相关性越强,r的绝对值接近于0时,表示两个变量之间几乎不存在相关关系,故答案为③.
14.(15分)随着互联网技术的发展,各类手机APP也如雨后春笋般涌现.如表中统计的是某手机APP自2018年8月初推出后至2019年4月底的月新注册用户数,记月份代码为t(如t=1对应于2018年8月份,t=2对应于2018年9月份,…,t=9对应于2019年4月份),月新注册用户数为y(单位:百万人).
t 1 2 3 4 5 6 7 8 9
y 3.2 3.8 4.3 4.7 5.6 6.4 7.9 8.6 9.5
请依据上表的统计数据,判断月新注册用户数与月份线性相关性的强弱.
参考数据:tiyi=318.5,=364.2,≈8.2,=285.
相关系数r==(当|r|>0.75时,认为两相关变量相关性很强).
解:由题意可计算=(1+2+3+4+5+6+7+8+9)=5,
=×(3.2+3.8+4.3+4.7+5.6+6.4+7.9+8.6+9.5)=6.
又因为tiyi=318.5,=364.2,=285,
所以相关系数r=
=
==
=≈≈0.99.
因为0.99>0.75,
所以两变量相关性非常强.
15.(17分)在班级随机地抽取8名学生,得到一组数学成绩与物理成绩的数据:
数学成绩x 60 90 115 80 95 135 80 145
物理成绩y 40 60 75 40 70 85 60 90
(1)计算出数学成绩与物理成绩的平均分;
(2)求相关系数r的值,并判断相关性的强弱.(r≥0.75为强)
附:r=.
解:(1)数学成绩的平均分
==100,
物理成绩的平均分
==65.
(2)因为r==≈0.94>0.75,所以相关性较强.
16.(17分)一般来说,市场上产品的宣传费用与产品的销量存在一定关系.已知产品甲的年宣传费用x(百万元)和年销量y(万箱)的统计数据如下:
年宣传费用x(百万元) 3 5 6 10 13 15 18
年销量y(万箱) 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
(1)求y与x的相关系数r(精确到0.01),并判断y与x的关系是否可用线性回归方程模型拟合?(规定:|r|≥0.75时,可用线性回归方程模型拟合)
(2)从年销量不少于3万箱中任取两个数据作为样本,求恰有1个数据不少于4万箱的概率.
附:①相关系数r=;
②xiyi=246,=888,=70,≈36.28;≈36.41.
解:(1)由题意可知
==10,
==3,
由公式r=≈≈0.99,
即|r|≈0.99>0.75,
所以y与x的关系可用线性回归方程模型拟合.
(2)满足条件的所有取法为:3万箱与3.5万箱;3万箱与4万箱;3万箱与4.5万箱;3.5万箱与4万箱;3.5万箱与4.5万箱;4万箱与4.5万箱,共有六种;
恰有1个数据不少于4万箱包含:3万箱与4万箱;3万箱与4.5万箱;3.5万箱与4万箱;3.5万箱与4.5万箱,共有四种;
P==.

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