高中數(shù)學(xué)人教A版3第三章統(tǒng)計(jì)案例 第三章殘差分析

第三章統(tǒng)計(jì)案例回歸分析的基本思想及其初步應(yīng)用第2課時(shí)殘差分析A級(jí)基礎(chǔ)鞏固一、選擇題1．甲、乙、丙、丁四位同學(xué)各自對(duì)A，B兩變量的線性相關(guān)性做實(shí)驗(yàn)，并用回歸分析方法分別求得相關(guān)系數(shù)r與殘差平方和m如下表所示：分類甲乙丙丁rm106115124103則哪位同學(xué)的試驗(yàn)結(jié)果體現(xiàn)A、B兩變量有更強(qiáng)的線性相關(guān)性()A．甲 B．乙C．丙 D．丁解析：r越接近1，相關(guān)性越強(qiáng)，殘差平方和m越小，相關(guān)性越強(qiáng)，所以選D正確．答案：D2．為了表示n個(gè)點(diǎn)與相應(yīng)直線在整體上的接近程度，我們常用的表示法為()解析：由回歸直線方程可知，為一個(gè)量的估計(jì)值，而yi為它的實(shí)際值，在最小二乘估計(jì)中（yi－a－bxi）2，即（yi－）2.答案：C3.甲、乙、丙、丁4位同學(xué)各自對(duì)A，B兩變量進(jìn)行回歸分析，分別得到散點(diǎn)圖與殘差平方和如下表所示：分類甲乙丙丁散點(diǎn)圖殘差平方和115106124103哪位同學(xué)的試驗(yàn)結(jié)果體現(xiàn)擬合A，B兩變量關(guān)系的模型擬合精度高（）A.甲 B.乙C.丙 D.丁解析：根據(jù)線性相關(guān)的知識(shí)，散點(diǎn)圖中各樣本點(diǎn)條狀分布越均勻，同時(shí)保持殘差平方和越?。▽?duì)于已經(jīng)獲取的樣本數(shù)據(jù)，R2的表達(dá)式中為確定的數(shù)，則殘差平方和越小，R2越大)，由回歸分析建立的線性回歸模型的擬合效果越好，由試驗(yàn)結(jié)果知丁要好些．答案：D4．通過殘差圖我們發(fā)現(xiàn)在采集樣本點(diǎn)過程中，樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的是()A．第四個(gè) B．第五個(gè)C．第六個(gè) D．第八個(gè)解析：由題圖可知，第六個(gè)的數(shù)據(jù)偏差最大，所以第六個(gè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確．答案：C5．如圖所示，5個(gè)(x，y)數(shù)據(jù)，去掉D(3，10)后，下列說法錯(cuò)誤的是()A．相關(guān)系數(shù)r變大B．殘差平方和變大C．相關(guān)指數(shù)R2變大D．解釋變量x與預(yù)報(bào)變量y的相關(guān)性變強(qiáng)解析：由散點(diǎn)圖知，去掉D后，x與y的相關(guān)性變強(qiáng)，且為正相關(guān)，所以r變大，R2變大，殘差平方和變?。鸢福築二、填空題6．若一組觀測(cè)值(x1，y1)，(x2，y2)，…，(xn，yn)之間滿足yi＝bxi＋a＋ei(i＝1，2，…，n)，且ei恒為0，則R2為________．解析：由ei恒為0，知yi＝eq\o(y,\s\up12(^))i，即yi－eq\o(y,\s\up12(^))i＝0，答案：17．x，y滿足如下表的關(guān)系：xy1則x，y之間符合的函數(shù)模型為________．解析：通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)y的值與x的平方值比較接近，所以x，y之間的函數(shù)模型為y＝x2.答案：y＝x28．關(guān)于x與y，有如下數(shù)據(jù)：x24568y3040605070有如下的兩個(gè)模型：(1)eq\o(y,\s\up12(^))＝＋；(2)eq\o(y,\s\up12(^))＝7x＋17.通過殘差分析發(fā)現(xiàn)第(1)個(gè)線性回歸模型比第(2)個(gè)擬合效果好．則Req\o\al(2,1)________Req\o\al(2,2)，Q1________Q2(用大于，小于號(hào)填空，R，Q分別是相關(guān)指數(shù)和殘差平方和)．解析：根據(jù)相關(guān)指數(shù)和殘差平方和的意義知Req\o\al(2,1)＞Req\o\al(2,2)，Q1＜Q2.答案：＞＜三、解答題9．在實(shí)驗(yàn)中得到變量y與x的數(shù)據(jù)如下表所示：x78335y由經(jīng)驗(yàn)知，y與eq\f(1,x)之間具有線性相關(guān)關(guān)系，試求y與x之間的回歸曲線方程，并預(yù)測(cè)x0＝時(shí)，y0的值．解：令u＝eq\f(1,x)，由題目所給數(shù)據(jù)可得下表所示的數(shù)據(jù)：序號(hào)uiyiueq\o\al(2,i)uiyi12255912139001230411512合計(jì)56計(jì)算得eq\o(b,\s\up12(^))＝，eq\o(a,\s\up12(^))＝.所以eq\o(y,\s\up12(^))＝＋.所以試求回歸曲線方程為eq\o(y,\s\up12(^))＝＋eq\f,x).當(dāng)x0＝時(shí)，y0＝＋eq\f,≈.10．關(guān)于x與y有以下數(shù)據(jù)：x24568y3040605070已知x與y線性相關(guān)，由最小二乘法得eq\o(b,\s\up12(^))＝.(1)求y與x的線性回歸方程；(2)現(xiàn)有第二個(gè)線性模型：eq\o(y,\s\up12(^))＝7x＋17，且R2＝.若與(1)的線性模型比較，哪一個(gè)線性模型擬合效果比較好，請(qǐng)說明理由．解：(1)依題意設(shè)y與x的線性回歸方程為eq\o(y,\s\up12(^))＝＋eq\o(a,\s\up12(^)).eq\o(\s\up7(—),\s\do3(x))＝eq\f(2＋4＋5＋6＋8,5)＝5，eq\o(\s\up7(—),\s\do3(y))＝eq\f(30＋40＋60＋50＋70,5)＝50，因?yàn)閑q\o(y,\s\up12(^))＝＋eq\o(a,\s\up12(^))經(jīng)過(eq\o(\s\up7(—),\s\do3(x))，eq\o(\s\up7(—),\s\do3(y)))，所以y與x的線性回歸方程為eq\o(y,\s\up12(^))＝＋.所以50＝×5＋eq\o(a,\s\up12(^)).所以eq\o(a,\s\up12(^))＝.(2)由(1)的線性模型得yi－yi與yi－eq\o(\s\up7(—),\s\do3(y))的關(guān)系如下表所示：yi－yi－－10－yi－eq\o(\s\up7(—),\s\do3(y))－20－1010020由于Req\o\al(2,1)＝，R2＝知Req\o\al(2,1)＞R2，所以(1)的線性模型擬合效果比較好．B級(jí)能力提升1．在研究身高和體重的關(guān)系時(shí)，得到的結(jié)論是“身高解釋了64%的體重變化，而隨機(jī)誤差貢獻(xiàn)了剩余的36%，所以身高對(duì)體重的效應(yīng)比隨機(jī)誤差的效應(yīng)大得多”，則求得的相關(guān)指數(shù)R2≈()A． B．C． D．解析：根據(jù)相關(guān)指數(shù)的意義知R2≈.答案：B2．若某函數(shù)型相對(duì)一組數(shù)據(jù)的殘差平方和為89，其相關(guān)指數(shù)為，則總偏差平方和為________，回歸平方和為________．解析：因?yàn)镽2＝1－eq\f(殘差平方和,總偏差平方和)，0．95＝1－eq\f(89,總偏差平方和)，所以總偏差平方和為1780；回歸平方和＝總偏差平方和－殘差平方和＝1780－89＝1691.答案：178016913．某運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練次數(shù)與成績之間的數(shù)據(jù)關(guān)系如下：次數(shù)x3033353739444650成績y3034373942464851(1)作出散點(diǎn)圖；(2)求出回歸方程；(3)作出殘差圖；(4)計(jì)算相關(guān)指數(shù)R2；(5)試預(yù)測(cè)該運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練47次及55次的成績．解：(1)作出該運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練次數(shù)(x)與成績(y)之間的散點(diǎn)圖，如圖所示，由散點(diǎn)圖可知，它們之間具有線性相關(guān)關(guān)系．(2)eq\o(\s\up7(—),\s\do3(x))＝，eq\o(\s\up7(—),\s\do3(y))＝,＝13180，eq\o(a,\s\up12(^))＝eq\o(\s\up7(—),\s\do3(y))－eq\o(b,\s\up12(^))eq\o(\s\up7(—),\s\do3(x))＝－88.所以回歸方程為eq\o(y,\s\up12(^))＝－88.(3)作殘差圖如圖所示，由圖可知，殘差點(diǎn)比較均勻地分布在水平帶狀區(qū)域中，說明選用的模型比