第4章 统计(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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第4章 统计(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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单元检测卷(四) 统计
(时间:120分钟 满分:150分)
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.已知变量x和y的回归直线方程为 =0.202 1x+0.202,变量y与z负相关.下列结论中正确的是(   )
A.x与y正相关,x与z负相关
B.x与y正相关,x与z正相关
C.x与y负相关,x与z负相关
D.x与y负相关,x与z正相关
2.一位母亲记录了她儿子3到9岁的身高,数据如下表:
年龄(岁) 3 4 5 6 7 8 9
身高(cm) 94.8 104.2 108.7 117.8 124.3 130.8 139.0
由此她建立了身高与年龄的回归模型=7.19x+73.93,她用这个模型预测儿子10岁时的身高,则下面的叙述正确的是(  )
A.她儿子10岁时的身高一定是145.83 cm
B.她儿子10岁时的身高在145.83 cm以上
C.她儿子10岁时的身高在145.83 cm左右
D.她儿子10岁时的身高在145.83 cm以下
3.为了考察两个变量x和y之间的线性关系,甲、乙两位同学各自独立做了10次和15次试验,并且利用线性回归方法,求得回归直线分别为l1、l2,已知两人得到的试验数据中,变量x和y的数据的平均值都相等,且分别是s、t,那么下列说法正确的是(  )
A.直线l1和l2一定有公共点(s,t)
B.直线l1和l2相交,但交点不一定是(s,t)
C.必有直线l1∥l2
D.l1和l2必定重合
4.某产品的广告费用x与销售额y的统计数据如下表:
广告费用x(万元) 4 2 3 5
销售额y (万元) 49 26 39 54
根据上表可得回归方程=x+中的为9.4,据此模型预报广告费用为6万元时销售额为(  )
A.63.6万元 B.65.5万元
C.67.7万元 D.72.0万元
5.已知数组(x1,y1),(x2,y2),…,(x10,y10)满足线性回归方程=x+,则“(x0,y0)满足线性回归方程=x+”是“x0=,y0=”的(  )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
6.利用独立性检验的方法调查高中生性别与爱好某项运动是否有关,通过随机调查200名高中生是否爱好某项运动,利用2×2列联表,由计算可得χ2=7.236,参照下表:得到的正确结论是(   )
P(χ2≥x0) 0.1 0.05 0.01 0.005 0.001
x0 2.706 3.841 6.635 7.879 10.828
A.有99%以上的把握认为“爱好该项运动与性别无关”
B.有99%以上的把握认为“爱好该项运动与性别有关”
C.在犯错误的概率不超过0.5%的前提下,认为“爱好该项运动与性别有关”
D.在犯错误的概率不超过0.5%的前提下,认为“爱好该项运动与性别无关”
7.某产品的广告费用x与销售额y的统计数据如下表:
广告费用x(万元) 2 3 4 5 6
销售额y(万元) 19 25 34 38 44
根据上表可得回归直线方程为=6.3x+,下列说法正确的是(   )
A.回归直线=6.3x+必经过样本点(2,19)、(6,44)
B.这组数据的样本中心(,)未必在回归直线=6.3x+上
C.回归系数6.3的含义是广告费用每增加1万元,销售额实际增加6.3万元
D.据此模型预测广告费用为7万元时销售额为50.9万元
8.假设有两个分类变量X与Y,它们的值域分别为{x1,x2}和{y1,y2},其2×2列联表为:
y1 y2 合计
x1 a b a+b
x2 c d c+d
合计 a+c b+d a+b+c+d
对于以下数据,对同一样本能说明X与Y有关的可能性最大的一组为(  )
A.a=2、b=3、c=5、d=4
B.a=5、b=2、c=4、d=3
C.a=5、b=3、c=2、d=4
D.a=5、b=4、c=3、d=2
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的,全部选对的得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.)
9.月亮公转与自转的周期大约为30天,阴历是以月相变化为依据.人们根据长时间的观测,统计了月亮出来的时间y(简称“月出时间”,单位:小时)与天数x(x为阴历日数,x∈N*,且0≤x≤30)的有关数据,如下表,并且根据表中数据,求得y关于x的线性回归方程为=0.8x+.
x 2 4 7 10 15 22
y 8.1 9.4 12 14.4 18.5 24
其中,阴历22日是分界线,从阴历22日开始月亮就要到第二天(即23日0:00)才升起.则(   )
A.样本中心为(10,14.4)
B.=6.8
C.预报月出时间为16时的那天是阴历13日
D.预报阴历27日的月出时间为阴历28日早上4:00
10.有甲、乙两个班级共计105人进行数学考试,按照大于等于85分为优秀,85分以下为非优秀统计成绩,得到如下所示的列联表:
优秀 非优秀 总计
甲班 10 b
乙班 c 30
P(χ2≥x0) 0.050 0.010 0.001
x0 3.841 6.635 10.828
参考公式:χ2=
已知在全部105人中随机抽取1人,成绩优秀的概率为,则下列说法正确的是(   )
A.列联表中c的值为30,b的值为35
B.列联表中c的值为20, b的值为45
C.根据列联表中的数据,若按95%的可靠性要求,能认为“成绩与班级有关系”
D.根据列联表中的数据,若按95%的可靠性要求,不能认为“成绩与班级有关系”
11.对两个变量y和x进行回归分析,得到一组样本数据:(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),…,(xn,yn),则下列说法中正确的是(  )
A.由样本数据得到的回归方程=x+必过样本中心(,)
B.由样本数据得到的回归方程=x+和各点(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),…,(xn,yn)的偏差(yi-xi-)2是该坐标平面上所有直线与这些点的偏差中最小的
C.若变量y和x之间的相关系数为r=-0.936 2,则变量y和x之间具有线性相关关系
D.以上说法都不正确
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在题中横线上.)
12.为了解某社区居民的2019年家庭年收入与年支出的关系,随机调查了该社区5户家庭,得到如下统计数据表:
年收入x(万元) 8.2 8.6 10.0 11.3 11.9
年支出y(万元) 6.2 7.5 8.0 t 9.8
根据上表可得回归直线方程 =0.76x+0.4,则t=    .
13.(双空题)在新冠病毒疫苗研发过程中,需要利用基因变异小鼠进行动物试验.现随机抽取100只基因变异小鼠对某种新冠病毒疫苗进行试验,得到如下2×2列联表(部分数据缺失):
被新冠病毒感染 未被新冠病毒感染 合计
注射疫苗 10 50
未注射疫苗 30
合计 a 100
表中a的值为     ;计算可知,在犯错误的概率最多不超过     的前提下,可认为“给基因变异小鼠注射该种疫苗能起到预防新冠病毒感染的效果”.
参考公式及数据:χ2=,其中n=a+b+c+d.
P(χ2≥x0) 0.15 0.10 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001
x0 2.072 2.706 3.841 5.024 6.635 7.879 10.828
14.(双空题)商家项目投资的利润产生是一个复杂的系统结果.它与项目落地国的商业环境、政府执政能力、法律、生态等都有重大的关联.如表所示是某项目在中国和南亚某国投资额和相应利润的统计表.
项目落地国 中国 南亚某国
投资额x(亿元) 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14
利润y(亿元) 11 12 14 16 19 12 13 13 14 15
请选择平均利润较高的落地国,用最小二乘法求出回归直线方程为      ,并根据回归直线方程预计在该国投资15亿元所获得的利润是    亿元.
参考数据和公式:(xi-)2=10,中国(xi-)(yi-)=20,南亚某国(xi-)(yi-)=7,=,=-.
四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.)
15.(13分)为了调查某校学生对学校食堂的某种食品的喜爱是否与性别有关,随机对该校100名性别不同的学生进行了调查.得到如下列联表.
喜爱某种食品 不喜爱某种食品 合计
男生 20
女生 10
合计 60
(1)请将上述列联表补充完整﹔
(2)判断是否有99.9%的把握认为喜爱某种食品与性别有关;
(3)用分层抽样的方法在喜爱某种食品的学生中抽6人,现从这6名学生中随机抽取2人,求恰好有1名男生喜爱某种食品的概率.
附:χ2=,其中n=a+b+c+d.
P(χ2≥x0) 0.10 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001
x0 2.706 3.841 5.024 6.635 7.879 10.828
16.(15分)某测试团队为了研究“饮酒”对“驾车安全”的影响,随机选取100名驾驶员先后在无酒状态、酒后状态下进行“停车距离”测试.测试的方案:电脑模拟驾驶,以某速度匀速行驶,记录下驾驶员的“停车距离”(驾驶员从看到意外情况到车子停下所需的距离),无酒状态与酒后状态下的实验数据分别列于表1和表2.
表1
停车距离d(米) (10,20] (20,30] (30,40] (40,50] (50,60]
频数 26 40 24 8 2
表2
平均每毫升血液酒精含量x(毫克) 10 30 50 70 90
平均停车距离y(米) 30 50 60 70 90
请根据表1、表2回答以下问题:
(1)根据表1估计驾驶员无酒状态下停车距离的平均数;
(2)根据最小二乘法,由表2的数据计算y关于x的回归方程=x+;
(3)该测试团队认为:驾驶员酒后驾车的“平均停车距离”y大于(1)中无酒状态下的停车距离平均数的3倍,则认定驾驶员是“醉驾”.请根据(2)中的回归方程,预测当每毫升血液酒精含量大于多少毫克时为“醉驾”.
17.(15分)第五代移动通信技术(简称5G)是最新一代蜂窝移动通信技术,也是继2G、3G和4G系统之后的延伸.5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接.某大学为了解学生对5G相关知识的了解程度,随机抽取男女学生各50人进行问卷测评,所得分数的频率分布直方图如图所示,并规定得分在80分以上为“比较了解”.
(1)求a的值,并估计该大学学生对5G比较了解的概率;
(2)已知对5G比较了解的样本中男女比例为4∶1.完成下列2×2列联表,并判断是否有超过99.5%的把握认为对5G比较了解与性别有关;
比较了解 不太了解 合计
男性
女性
合计
(3)用分层抽样的方式从得分在50分以下的样本中抽取6人,再从6人中随机选取2人,求至少有1人得分低于40分的概率.
附:χ2=,其中n=a+b+c+d.
P(χ2≥x0) 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001
x0 3.841 5.024 6.635 7.879 10.828
18.(17分)十四五发展纲要提出要推进能源革命,建设清洁低碳、安全高效的能源体系,加快发展非化石能源,大力提升风电、光伏发展规模,有序发展海上风电.海上风电相比与陆上风电有着一定的优势,海上风电可装的风机更大,风资源利用率更高,近几年我国海上风电事业发展良好.下面是近五年我国海上风电发展情况表和对应的散点图.
2021-2025年中国海上风电新增装机容量及累计装机容量表(单位:万千瓦)
年份 2021 2022 2023 2024 2025
年份代号t 1 2 3 4 5
新增装机容量u 31 69 140 219 306
累计装机容量v 104 173 313 532 838
(1)为了分析中国海上风电装机容量的情况,建立了=bt+a和=dt+c两个线性回归模型,你认为用哪个线性回归模型更可靠,并说明理由;
(2)根据(1)的判断结果及表中数据,求出回归方程,并根据这个回归模型回答下列问题:
(ⅰ)2026年我国海上风电新增装机容量的预测值是多少?
(ⅱ)预计至少要到哪一年,我国海上风电累计装机容量超过2 000万千瓦?
参考数据:
ui uiti vi viti
765 2 995 1 960 7 707
参考公式:回归方程=x+中==,=-.
19.(17分)噪声污染已经成为影响人们身体健康和生活质量的严重问题,为了了解声音强度D(单位:分贝)与声音能量I(单位:W/cm2)之间的关系,将测量得到的声音强度Di和声音能量Ii(i=1,2,…,10)数据作了初步处理,得到下面的散点图及一些统计量的值.
(Ii-)2 (Wi-)2 (Ii-) (Di-) (Wi-) (Di-)
1.04×10-11 45.7 -11.5 1.56×10-21 0.51 6.88×10-11 5.1
表中Wi=lg Ii,=Wi.
(1)根据表中数据,求声音强度D关于声音能量I的回归方程=+·lg I;
(2)当声音强度大于60分贝时属于噪音,会产生噪声污染,城市中某点P共受到两个声源的影响,这两个声源的声音能量分别是I1和I2,且+=1010.已知点P的声音能量等于声音能量I1与I2之和,请根据(1)中的回归方程,判断点P是否受到噪声污染的干扰,并说明理由.
附:对于一组数据(u1,v1),(u2,v2),…,(un,vn),其回归直线=+u的斜率和截距的最小二乘估计分别为:=,=-·.
单元检测卷(四) 统计
(时间:120分钟 满分:150分)
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.已知变量x和y的回归直线方程为 =0.202 1x+0.202,变量y与z负相关.下列结论中正确的是(   )
A.x与y正相关,x与z负相关
B.x与y正相关,x与z正相关
C.x与y负相关,x与z负相关
D.x与y负相关,x与z正相关
答案:A
解析:因为直线=0.202 1x+0.202的斜率大于0,故x与y正相关,
因为y与z负相关,可设=y+,<0,
则=y+=0.202 1x+0.202+,
因为0.202 1<0,故x与z负相关.故选A.
2.一位母亲记录了她儿子3到9岁的身高,数据如下表:
年龄(岁) 3 4 5 6 7 8 9
身高(cm) 94.8 104.2 108.7 117.8 124.3 130.8 139.0
由此她建立了身高与年龄的回归模型=7.19x+73.93,她用这个模型预测儿子10岁时的身高,则下面的叙述正确的是(  )
A.她儿子10岁时的身高一定是145.83 cm
B.她儿子10岁时的身高在145.83 cm以上
C.她儿子10岁时的身高在145.83 cm左右
D.她儿子10岁时的身高在145.83 cm以下
答案:C
解析:因为身高与年龄的回归模型为=7.19x+73.93,
所以可以预测孩子10岁时的身高是=7.19×10+73.93=145.83(cm),
则可以估计她儿子10岁时的身高在145.83 cm左右.故选C.
3.为了考察两个变量x和y之间的线性关系,甲、乙两位同学各自独立做了10次和15次试验,并且利用线性回归方法,求得回归直线分别为l1、l2,已知两人得到的试验数据中,变量x和y的数据的平均值都相等,且分别是s、t,那么下列说法正确的是(  )
A.直线l1和l2一定有公共点(s,t)
B.直线l1和l2相交,但交点不一定是(s,t)
C.必有直线l1∥l2
D.l1和l2必定重合
答案:A
解析:回归直线一定经过样本中心(,),即(s,t)点.故选A.
4.某产品的广告费用x与销售额y的统计数据如下表:
广告费用x(万元) 4 2 3 5
销售额y (万元) 49 26 39 54
根据上表可得回归方程=x+中的为9.4,据此模型预报广告费用为6万元时销售额为(  )
A.63.6万元 B.65.5万元
C.67.7万元 D.72.0万元
答案:B
解析:因为==3.5(万元),==42(万元),
所以=-=42-9.4×3.5=9.1,所以回归方程为=9.4x+9.1,
所以当x=6(万元)时,=9.4×6+9.1=65.5(万元).故选B.
5.已知数组(x1,y1),(x2,y2),…,(x10,y10)满足线性回归方程=x+,则“(x0,y0)满足线性回归方程=x+”是“x0=,y0=”的(  )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
答案:B
解析:x0,y0为这10组数据的平均值,又因为线性回归方程=x+必过样本中心(,),
所以(,)一定满足线性回归方程,但满足线性回归方程的除了(,)外还可能有其它样本点.故选B.
6.利用独立性检验的方法调查高中生性别与爱好某项运动是否有关,通过随机调查200名高中生是否爱好某项运动,利用2×2列联表,由计算可得χ2=7.236,参照下表:得到的正确结论是(   )
P(χ2≥x0) 0.1 0.05 0.01 0.005 0.001
x0 2.706 3.841 6.635 7.879 10.828
A.有99%以上的把握认为“爱好该项运动与性别无关”
B.有99%以上的把握认为“爱好该项运动与性别有关”
C.在犯错误的概率不超过0.5%的前提下,认为“爱好该项运动与性别有关”
D.在犯错误的概率不超过0.5%的前提下,认为“爱好该项运动与性别无关”
答案:B
解析:因为χ2=7.236>6.635,所以有99%以上的把握认为“爱好该项运动与性别有关”.故选B.
7.某产品的广告费用x与销售额y的统计数据如下表:
广告费用x(万元) 2 3 4 5 6
销售额y(万元) 19 25 34 38 44
根据上表可得回归直线方程为=6.3x+,下列说法正确的是(   )
A.回归直线=6.3x+必经过样本点(2,19)、(6,44)
B.这组数据的样本中心(,)未必在回归直线=6.3x+上
C.回归系数6.3的含义是广告费用每增加1万元,销售额实际增加6.3万元
D.据此模型预测广告费用为7万元时销售额为50.9万元
答案:D
解析:回归直线=6.3x+,不一定经过任何一个样本点,故 A错误;
由最小二乘法可知,这组数据的样本中心(,)一定在回归直线=6.3x+上,故B错误;
回归系数6.3的含义是广告费用每增加1万元,预测销售额增加6.3万元,故C错误;
=(2+3+4+5+6)=4,=(19+25+34+38+44)=32,
将(4,32)代入=6.3x+可得=6.8,则回归方程为=6.3x+6.8,
x=7时,=6.3×7+6.8=50.9,故D正确.
故选D.
8.假设有两个分类变量X与Y,它们的值域分别为{x1,x2}和{y1,y2},其2×2列联表为:
y1 y2 合计
x1 a b a+b
x2 c d c+d
合计 a+c b+d a+b+c+d
对于以下数据,对同一样本能说明X与Y有关的可能性最大的一组为(  )
A.a=2、b=3、c=5、d=4
B.a=5、b=2、c=4、d=3
C.a=5、b=3、c=2、d=4
D.a=5、b=4、c=3、d=2
答案:C
解析:A选项中χ2≈0.31,B选项中χ2≈0.31,C选项中χ2≈1.17,D选项中χ2≈0.026,
所以C选项数据能说明X与Y有关的可能性最大.故选C.
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的,全部选对的得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.)
9.月亮公转与自转的周期大约为30天,阴历是以月相变化为依据.人们根据长时间的观测,统计了月亮出来的时间y(简称“月出时间”,单位:小时)与天数x(x为阴历日数,x∈N*,且0≤x≤30)的有关数据,如下表,并且根据表中数据,求得y关于x的线性回归方程为=0.8x+.
x 2 4 7 10 15 22
y 8.1 9.4 12 14.4 18.5 24
其中,阴历22日是分界线,从阴历22日开始月亮就要到第二天(即23日0:00)才升起.则(   )
A.样本中心为(10,14.4)
B.=6.8
C.预报月出时间为16时的那天是阴历13日
D.预报阴历27日的月出时间为阴历28日早上4:00
答案:AD
解析:==10,==14.4,
故样本中心为(10,14.4),故A正确;
将样本中心为(10,14.4)代入=0.8x+得=6.4,故B错误;
因为=0.8x+6.4,当y=16求得x=12,月出时间为阴历12日,故C错误;
因为阴历27日时,即x=27,代入=0.8×27+6.4=28,日出时间应该为阴历28日早上4:00,故D正确.故选AD.
10.有甲、乙两个班级共计105人进行数学考试,按照大于等于85分为优秀,85分以下为非优秀统计成绩,得到如下所示的列联表:
优秀 非优秀 总计
甲班 10 b
乙班 c 30
P(χ2≥x0) 0.050 0.010 0.001
x0 3.841 6.635 10.828
参考公式:χ2=
已知在全部105人中随机抽取1人,成绩优秀的概率为,则下列说法正确的是(   )
A.列联表中c的值为30,b的值为35
B.列联表中c的值为20, b的值为45
C.根据列联表中的数据,若按95%的可靠性要求,能认为“成绩与班级有关系”
D.根据列联表中的数据,若按95%的可靠性要求,不能认为“成绩与班级有关系”
答案:BC
解析:由题意,在全部的105人中随机抽取1人,成绩优秀的概率为,
所以成绩优秀的人数为105×=30人,非优秀的人数为105-30=75人,
所以c=30-10=20,b=75-30=45,
则χ2==≈6.110>3.841,
若按95%的可靠性要求,能认为“成绩与班级有关系”.
故选BC.
11.对两个变量y和x进行回归分析,得到一组样本数据:(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),…,(xn,yn),则下列说法中正确的是(  )
A.由样本数据得到的回归方程=x+必过样本中心(,)
B.由样本数据得到的回归方程=x+和各点(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),…,(xn,yn)的偏差(yi-xi-)2是该坐标平面上所有直线与这些点的偏差中最小的
C.若变量y和x之间的相关系数为r=-0.936 2,则变量y和x之间具有线性相关关系
D.以上说法都不正确
答案:ABC
解析:回归直线方程对应的直线是与样本数据距离最小的,回归直线方程不ー定过原始数据点,但一定过样本中心,故A、B正确;相关系数主要是衡量两个变量之间线性关系的强弱,|r|越接近1,两个变量之间线性关系就越强,越接近0,两个变量之间线性关系就越弱,通常,当|r|>0.75时认为两个变量有很强的线性相关关系,故C正确.故选ABC.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在题中横线上.)
12.为了解某社区居民的2019年家庭年收入与年支出的关系,随机调查了该社区5户家庭,得到如下统计数据表:
年收入x(万元) 8.2 8.6 10.0 11.3 11.9
年支出y(万元) 6.2 7.5 8.0 t 9.8
根据上表可得回归直线方程 =0.76x+0.4,则t=    .
答案:8.5 
解析:分别求出年收入和年支出的平均数,
可得==10,
==,
代入 =0.76x+0.4 可得=0.76×10+0.4,解得t=8.5 .
13.(双空题)在新冠病毒疫苗研发过程中,需要利用基因变异小鼠进行动物试验.现随机抽取100只基因变异小鼠对某种新冠病毒疫苗进行试验,得到如下2×2列联表(部分数据缺失):
被新冠病毒感染 未被新冠病毒感染 合计
注射疫苗 10 50
未注射疫苗 30
合计 a 100
表中a的值为     ;计算可知,在犯错误的概率最多不超过     的前提下,可认为“给基因变异小鼠注射该种疫苗能起到预防新冠病毒感染的效果”.
参考公式及数据:χ2=,其中n=a+b+c+d.
P(χ2≥x0) 0.15 0.10 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001
x0 2.072 2.706 3.841 5.024 6.635 7.879 10.828
答案:30 0.05
解析:完善2×2列联表如下:
被新冠病毒感染 未被新冠病毒感染 合计
注射疫苗 10 40 50
未注射疫苗 20 30 50
合计 30 70 100
所以a=30,
因为χ2=
=≈4.762.
又4.762>3.841,4.762<5.024,
所以在犯错误的概率最多不超过0.05的前提下,可认为“给基因变异小鼠注射该种疫苗能起到预防新冠病毒感染的效果”.
14.(双空题)商家项目投资的利润产生是一个复杂的系统结果.它与项目落地国的商业环境、政府执政能力、法律、生态等都有重大的关联.如表所示是某项目在中国和南亚某国投资额和相应利润的统计表.
项目落地国 中国 南亚某国
投资额x(亿元) 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14
利润y(亿元) 11 12 14 16 19 12 13 13 14 15
请选择平均利润较高的落地国,用最小二乘法求出回归直线方程为      ,并根据回归直线方程预计在该国投资15亿元所获得的利润是    亿元.
参考数据和公式:(xi-)2=10,中国(xi-)(yi-)=20,南亚某国(xi-)(yi-)=7,=,=-.
答案:=2x-9.6 20.4
解析:由表中数据可求得,===12,
==14.4,==13.4,因此应选择中国.
所以由参考数据和公式可知==2,所以=14.4-2×12=-9.6,
所以所求回归直线方程为=2x-9.6,当x=15时,y=2×15-9.6=20.4.
四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.)
15.(13分)为了调查某校学生对学校食堂的某种食品的喜爱是否与性别有关,随机对该校100名性别不同的学生进行了调查.得到如下列联表.
喜爱某种食品 不喜爱某种食品 合计
男生 20
女生 10
合计 60
(1)请将上述列联表补充完整﹔
(2)判断是否有99.9%的把握认为喜爱某种食品与性别有关;
(3)用分层抽样的方法在喜爱某种食品的学生中抽6人,现从这6名学生中随机抽取2人,求恰好有1名男生喜爱某种食品的概率.
附:χ2=,其中n=a+b+c+d.
P(χ2≥x0) 0.10 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001
x0 2.706 3.841 5.024 6.635 7.879 10.828
解:(1)由表可知,100名学生中喜爱某种食品的学生有60人,
其中喜爱某种食品的男生有20人,不喜爱某种食品的女生有10人,
所以喜爱某种食品的女生有40人,
不喜爱某种食品的男生有30人,
则完成列联表如下:
喜爱某种食品 不喜爱某种食品 合计
男生 20 30 50
女生 40 10 50
合计 60 40 100
(2)由(1)得χ2==≈16.667>10.828,
所以有99.9%的把握认为喜爱某种食品与性别有关.
(3)用分层抽样的方法在喜爱某种食品的学生中抽6人,
则其中男生有20×=2(人),分别设为A,B;
女生有40×=4(人),分别设为1,2,3,4,
则从这6名学生中随机抽取2人有如下15种结果:AB,A1,A2,A3,A4,B1,B2,B3,B4,12,13,14,23,24,34,
其中恰好有1名男生喜爱某种食品有8种结果:A1,A2,A3,A4,B1,B2,B3,B4,
所以所求的概率P=.
16.(15分)某测试团队为了研究“饮酒”对“驾车安全”的影响,随机选取100名驾驶员先后在无酒状态、酒后状态下进行“停车距离”测试.测试的方案:电脑模拟驾驶,以某速度匀速行驶,记录下驾驶员的“停车距离”(驾驶员从看到意外情况到车子停下所需的距离),无酒状态与酒后状态下的实验数据分别列于表1和表2.
表1
停车距离d(米) (10,20] (20,30] (30,40] (40,50] (50,60]
频数 26 40 24 8 2
表2
平均每毫升血液酒精含量x(毫克) 10 30 50 70 90
平均停车距离y(米) 30 50 60 70 90
请根据表1、表2回答以下问题:
(1)根据表1估计驾驶员无酒状态下停车距离的平均数;
(2)根据最小二乘法,由表2的数据计算y关于x的回归方程=x+;
(3)该测试团队认为:驾驶员酒后驾车的“平均停车距离”y大于(1)中无酒状态下的停车距离平均数的3倍,则认定驾驶员是“醉驾”.请根据(2)中的回归方程,预测当每毫升血液酒精含量大于多少毫克时为“醉驾”.
参考公式:==,=-.
解:(1)依题意,驾驶员无酒状态下停车距离的平均数为
15×+25×+35×+45×+55×=27.
(2)依题意可得:=50,=60,
==0.7,
=60-0.7×50=25,则回归方程为=0.7x+25.
(3)由(1)知当y>27×3=81时认定驾驶员是“醉驾”,
令>81得0.7x+25>81,解得x>80,
当每毫升血液酒精含量大于80毫克时为“醉驾”.
17.(15分)第五代移动通信技术(简称5G)是最新一代蜂窝移动通信技术,也是继2G、3G和4G系统之后的延伸.5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接.某大学为了解学生对5G相关知识的了解程度,随机抽取男女学生各50人进行问卷测评,所得分数的频率分布直方图如图所示,并规定得分在80分以上为“比较了解”.
(1)求a的值,并估计该大学学生对5G比较了解的概率;
(2)已知对5G比较了解的样本中男女比例为4∶1.完成下列2×2列联表,并判断是否有超过99.5%的把握认为对5G比较了解与性别有关;
比较了解 不太了解 合计
男性
女性
合计
(3)用分层抽样的方式从得分在50分以下的样本中抽取6人,再从6人中随机选取2人,求至少有1人得分低于40分的概率.
附:χ2=,其中n=a+b+c+d.
P(χ2≥x0) 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001
x0 3.841 5.024 6.635 7.879 10.828
解:(1)根据频率和为1,得(0.004+0.008+0.020+0.028+0.020+a+0.004)×10=1,
解得a=0.016.
计算得分在80分以上的频率为(0.016+0.004)×10=0.20,
所以估计该大学学生对5G比较了解的概率为0.20.
(2)根据题意知,对5G比较了解的人数有100×0.2=20,
其中男性为20×=16(人),女性为4人,填写列联表如下:
比较了解 不太了解 合计
男性 16 34 50
女性 4 46 50
合计 20 80 100
计算χ2==9>7.879,
所以有超过99.5%的把握认为“对5G比较了解与性别有关”.
(3)用分层抽样法从得分在50以下的样本中抽取6人,
其中[30,40)内有2人,记为A、B,[40,50)内有4人,分别记为c、d、e、f;
从这6人中随机选取2人,基本事件为:AB、Ac、Ad、Ae、Af、Bc、Bd、Be、Bf、cd、ce、cf、de、df、ef共15种不同取法;
则至少有1人得分低于40分的基本事件为AB、Ac、Ad、Ae、Af、Bc、Bd、Be、Bf共9种不同取法;
故所求的概率为P==.
18.(17分)十四五发展纲要提出要推进能源革命,建设清洁低碳、安全高效的能源体系,加快发展非化石能源,大力提升风电、光伏发展规模,有序发展海上风电.海上风电相比与陆上风电有着一定的优势,海上风电可装的风机更大,风资源利用率更高,近几年我国海上风电事业发展良好.下面是近五年我国海上风电发展情况表和对应的散点图.
2021-2025年中国海上风电新增装机容量及累计装机容量表(单位:万千瓦)
年份 2021 2022 2023 2024 2025
年份代号t 1 2 3 4 5
新增装机容量u 31 69 140 219 306
累计装机容量v 104 173 313 532 838
(1)为了分析中国海上风电装机容量的情况,建立了=bt+a和=dt+c两个线性回归模型,你认为用哪个线性回归模型更可靠,并说明理由;
(2)根据(1)的判断结果及表中数据,求出回归方程,并根据这个回归模型回答下列问题:
(ⅰ)2026年我国海上风电新增装机容量的预测值是多少?
(ⅱ)预计至少要到哪一年,我国海上风电累计装机容量超过2 000万千瓦?
参考数据:
ui uiti vi viti
765 2 995 1 960 7 707
参考公式:回归方程=x+中==,=-.
解:(1)模型=bt+a更可靠.
原因:从散点图可以看出,u对应的散点图上的点比v对应的散点图上的点更集中在一条直线的附近,说明变量u和t具有更强的线性相关关系.
(2)依题意得==3,==153,=1+4+9+16+25=55,tiui=2 995,
所以====70,则=-=153-70×3=-57,
所以=70t-57.
(ⅰ)当t=6时,2026年我国海上风电新增装机容量的预测值是=70×6-57=363万千瓦.
(ⅱ)当t=7时,2027年我国海上风电新增裝机容量的预测值是=70×7-57=433万千瓦.
当t=8时,2028年我国海上风电新增装机量的预测值是=70×8-57=503万千瓦.
因为838+363+433=1 634<2 000,838+363+433+503=1 634+503=2 137>2 000;
所以预计至少要到2028年,我国海上风电累计装机容量超过2 000万千瓦.
19.(17分)噪声污染已经成为影响人们身体健康和生活质量的严重问题,为了了解声音强度D(单位:分贝)与声音能量I(单位:W/cm2)之间的关系,将测量得到的声音强度Di和声音能量Ii(i=1,2,…,10)数据作了初步处理,得到下面的散点图及一些统计量的值.
(Ii-)2 (Wi-)2 (Ii-) (Di-) (Wi-) (Di-)
1.04×10-11 45.7 -11.5 1.56×10-21 0.51 6.88×10-11 5.1
表中Wi=lg Ii,=Wi.
(1)根据表中数据,求声音强度D关于声音能量I的回归方程=+·lg I;
(2)当声音强度大于60分贝时属于噪音,会产生噪声污染,城市中某点P共受到两个声源的影响,这两个声源的声音能量分别是I1和I2,且+=1010.已知点P的声音能量等于声音能量I1与I2之和,请根据(1)中的回归方程,判断点P是否受到噪声污染的干扰,并说明理由.
附:对于一组数据(u1,v1),(u2,v2),…,(un,vn),其回归直线=+u的斜率和截距的最小二乘估计分别为:=,=-·.
解:(1)令Wi=lg Ii,先建立D关于W的线性回归方程,
由于===10,所以=-=160.7,
所以D关于W的线性回归方程是=10W+160.7,
即D关于I的回归方程是:=10·lg I+160.7.
(2)点P的声音能量I=I1+I2,因为+=1010,
所以I=I1+I2=10-10·(+)(I1+I2)=10-10·(5++)≥9×10-10.
根据(1)中的回归方程,点P的声音强度D的预测值:
≥10·lg(9×10-10)+160.7=10·lg 9+60.7>60,
所以点P会受到噪声污染的干扰.

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