夜雨聆风学习资料网 资料列表 开通 VIP 用登录 / 注册 ⌄
DOCX

第04讲拓展一:非线性经验回归方程(精讲)(解析版)_数学_一轮复习_2024年_2024年高考数学一轮复习高频考点精讲精练(新教材新高考)_资料_第九章统计与成对数据的统计分析

查看资料信息、公开预览和下载状态。

共 26 页DOCX · 4.8MB
下载

文档在线预览

公开展示前 10 页
100%
1
《第04讲拓展一:非线性经验回归方程(精讲)(解析版)_数学_一轮复习_2024年_2024年高考数学一轮复习高频考点精讲精练(新教材新高考)_资料_第九章统计与成对数据的统计分析》第1页预览
2
《第04讲拓展一:非线性经验回归方程(精讲)(解析版)_数学_一轮复习_2024年_2024年高考数学一轮复习高频考点精讲精练(新教材新高考)_资料_第九章统计与成对数据的统计分析》第2页预览
3
《第04讲拓展一:非线性经验回归方程(精讲)(解析版)_数学_一轮复习_2024年_2024年高考数学一轮复习高频考点精讲精练(新教材新高考)_资料_第九章统计与成对数据的统计分析》第3页预览
4
《第04讲拓展一:非线性经验回归方程(精讲)(解析版)_数学_一轮复习_2024年_2024年高考数学一轮复习高频考点精讲精练(新教材新高考)_资料_第九章统计与成对数据的统计分析》第4页预览
5
《第04讲拓展一:非线性经验回归方程(精讲)(解析版)_数学_一轮复习_2024年_2024年高考数学一轮复习高频考点精讲精练(新教材新高考)_资料_第九章统计与成对数据的统计分析》第5页预览
6
《第04讲拓展一:非线性经验回归方程(精讲)(解析版)_数学_一轮复习_2024年_2024年高考数学一轮复习高频考点精讲精练(新教材新高考)_资料_第九章统计与成对数据的统计分析》第6页预览
7
《第04讲拓展一:非线性经验回归方程(精讲)(解析版)_数学_一轮复习_2024年_2024年高考数学一轮复习高频考点精讲精练(新教材新高考)_资料_第九章统计与成对数据的统计分析》第7页预览
8
《第04讲拓展一:非线性经验回归方程(精讲)(解析版)_数学_一轮复习_2024年_2024年高考数学一轮复习高频考点精讲精练(新教材新高考)_资料_第九章统计与成对数据的统计分析》第8页预览
9
《第04讲拓展一:非线性经验回归方程(精讲)(解析版)_数学_一轮复习_2024年_2024年高考数学一轮复习高频考点精讲精练(新教材新高考)_资料_第九章统计与成对数据的统计分析》第9页预览
10
《第04讲拓展一:非线性经验回归方程(精讲)(解析版)_数学_一轮复习_2024年_2024年高考数学一轮复习高频考点精讲精练(新教材新高考)_资料_第九章统计与成对数据的统计分析》第10页预览

本文档共 26 页 剩余 16 页未展示,请下载后查阅

下载

文档文本内容

第 04 讲 拓展一:非线性经验回归方程
目录
第一部分:知识点必背................................................1
第二部分:高频考点一遍过............................................2
高频考点一:指数型...............................................2
高频考点二:对数型..............................................12
高频考点三:幂函数型............................................20
第一部分:知识点必背
知识点一:非线性经验回归
当经验回归方程并非形如 ( )时,称之为非线性经验回归方程,当两个变量不呈线
性相关关系时,依据样本点的分布选择合适的曲线方程来模拟,常见的非线性经验回归方程的转换方式总
结如下:
曲线方程 变换公式 变换后的线性关系式
建立非线性经验回归模型的基本步骤
1.确定研究对象,明确哪个是解释变量,哪个是响应变量;
2.由经验确定非线性经验回归方程的模型;
3.通过变换(一般题目都有明显的暗示如何换元,换元成什么变量),将非线性经验回归模型转化为线性
经验回归模型(特别注意:使用线性回归方程的公式,注意代入变换后的变量);
4.按照公式计算经验回归方程中的参数,得到经验回归方程;
5.消去新元,得到非线性经验回归方程;6.得出结果后分析残差图是否有异常 .
知识点二:非线性经验回归类型
非线性回归方程主要分为三大类,指数型,对数型,幂函数型,做题关键在于变量之间的转换
1、指数型:
①类型一, ,处理方式是对方程两边取对数(具体取什么对数观察参考数据,自然对数和常用对数
用的较多),比如e为底数,取ln,则现在方程变为 ,,将 进行换元,
,则非线性回归方程变成线性回归直线方程 ;
② 类 型 二 , , 此 为 类 型 一 的 变 式 , 多 了 常 数 项 部 分 , 常 见 的 变 化 形 式 为
(具体取什么对数观察参考数据,自然对数和常用对数用的较多),令
,则非线性回归方程变成线性回归直线方程
2、对数型:
①类型一,形如 ,则令 ,则非线性回归方程变成线性回归直线方程
②类型二, ,两边同时消掉对数,(取什么底数判断方法同上)取 ,令 ,则
非线性回归方程变成线性回归直线方程
3、幂函数型:
①类型一, , , 等等,处理方式是将方程中幂函数部分换成一个新变量,
比如 , , ,然后将非线性回归方程变成线性回归直线方程
②类型二, ,做法同指数型,变化方式为两边取对数(底数判断方式同上) ,令
,则非线性回归方程变成线性回归直线方程
第二部分:高频考点一遍过
高频考点一:指数型
典型例题
例题1.(2023春·高二课时练习)为了研究某种细菌随时间x变化的繁殖个数y,收集数据如下:
天数x 1 2 3 4 5 6
繁殖个数y 6 12 25 49 95 190
求y关于x的回归方程.
参考数据:ln 6≈1.79,ln 12≈2.48,ln 25≈3.22,ln 49≈3.89,ln 95≈4.55,ln 190≈5.25.
【答案】 .【详解】解:作出散点图如图(1)所示.
由散点图看出样本点分布在一条指数型曲线y=cebx的周围,则ln y=bx+ln c.
令z=ln y,a=ln c,则z=bx+a.
x 1 2 3 4 5 6
z 1.79 2.48 3.22 3.89 4.55 5.25
相应的散点图如图(2)所示.从图(2)可以看出,变换后的样本点分布在一条直线附近,
因此可以用线性回归方程来拟合.
由表中数据得 ,
,
, ,
所以线性回归方程为 .
因此细菌的繁殖个数对天数的非线性回归方程为 .
例题2.(2023春·高二课时练习)为了研究甲型H1N1中的某种细菌随时间x变化的繁殖个数y,收集数据
如下:
天数x 1 2 3 4 5 6
繁殖个数y 6 12 25 49 95 190
求y对x的回归方程.
【答案】
【详解】作出散点图如图(1)所示.由散点图看出样本点分布在一条指数型曲线 的周围,则 .
令 , ,则 .
x 1 2 3 4 5 6
z 1.79 2.48 3.22 3.89 4.55 5.25
相应的散点图如图(2)所示.从图(2)可以看出,变换后的样本点分布在一条直线附近,因此可以用线性
回归方程来拟合.
, ,
.
由表中数据得到线性回归方程为 .
因此细菌的繁殖个数对天数的非线性回归方程为 .
例题3.(2023·全国·高二专题练习)三年疫情对我们的学习生活以及各个行业都产生了影响,某房地产开
发公司为了回笼资金,提升销售业绩,公司旗下的某个楼盘统一推出了为期7天的优惠活动.负责人用表
格记录了推出活动以后每天售楼部到访客户的人次,表格中x表示活动推出的天数,y表示每天来访的人
次,根据表格绘制了以下散点图.
x(天) 1 2 3 4 5 6 7
y(人次) 12 22 42 68 132 202 392
4.24 870 5070 134.82 140 6.96 1.78
表中 , .(1)(i)请根据散点图判断,以下两个函数模型 与 (a,b,c,d均为大于零的常数)哪一
个适宜作为人次y关于活动推出天数x的回归方程类型?(给出判断即可,不必说明理由);
(ii)根据(i)的判断结果以及表中的数据,求y关于x的回归方程.
(2)此楼盘共有N套房,其中200套特价房,活动期间共卖出300套房,其中50套特价房,试给出N的估
计值(以使得 最大的N的值作为N的估计值,X表示卖出的300套房中特价房的数目).
附:对于样本 ( ,2,…,n),其回归直线 的斜率和截距的最小二乘估计公式分别
为: .
【答案】(1)(ⅰ) ;(ⅱ)
(2) 或
【详解】(1)(ⅰ)根据散点图可得 随 的增大,增长速度越来越快,不满足线性回归,故判断
适合作为人次 关于活动推出天数 的回归方程类型.
(ⅱ)由(ⅰ)知, ,两边同时取对数得 ,
令 .则 由题意知,
又 ,
所以 ,
所以 ,所以 ,
, ,
则 关于 的回归方程为 .
(2)依题意 服从超几何分布,
当 时, ,当 时, ,记 ,
则 ,
由 解得 ,
所以当 时 ,
当 时 ,
当 时 ,
故当 或 时 最大,所以 的估计值为 .
例题4.(2023春·福建福州·高二福建省福州第一中学校考期末)在隧道施工过程中,若隧道拱顶下沉速
率过快,无法保证工程施工的安全性,则需及时调整支护参数.某施工队对正在施工的福州象山隧道工程
进行下沉量监控,通过对监控结果进行回归分析,建立前t天隧道拱顶的累加总下沉量z(单位:毫米)与
时间t(单位:天)的回归方程,通过回归方程预测是否需要调整支护参数.已知该隧道拱顶下沉的实测
数据如表所示:
t(单位:天) 1 2 3 4 5 6 7
z(单位:毫米) 0.01 0.04 0.14 0.52 1.38 2.31 4.30
研究人员制作相应散点图,通过观察,拟用函数 进行拟合.令 ,计算得:
, .
(1)试建立z与t的回归方程,并预测前8天该隧道拱顶的累加总下沉量;(精确到0.1)
(2)已知当拱顶在某个时刻下沉的瞬时速率超过27毫米/天时,支护系统将超负荷,隧道有塌方风险,施工
队需要提前一天调整支护参数、试估计最迟在第几天调整支护参数?(精确到整数)
附:①回归直线 中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为: ;
②参考数据: .
【答案】(1) ,累加总下沉量为 毫米.
(2)第9天
【详解】(1)设 ,则 .
;
;,
,当 时, .
所以预测前8天该隧道拱顶的累加总下沉量为 毫米
(2) ,
下沉速率: ,
所以设第n天下沉速率超过27毫米/天,
则: , , , , ,
所以第10天该隧道拱顶的下沉速率超过27毫米/天,
最迟在第9天需调整支护参数,才能避免塌方.
练透核心考点
1.(2023秋·重庆·高三校联考开学考试)某公司为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.对公司近12年的年研发资金投入量xi和年销售额yi的数据,进行了对比分析,建立
了两个模型:① ,② ,其中α,β,λ,t均为常数,e为自然对数的底数,并得到一些统
计量的值.令 ,经计算得如下数据:
20 66 77 2 460 4.20
31250 215 3.08 14
(1)请从相关系数的角度,分析哪一个模型拟合程度更好?
(2)(ⅰ)根据分析及表中数据,建立y关于x的回归方程;
(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 ,回归直 中公式分别为
;
②参考数据: .
【答案】(1)模型②的拟合程度更好(2)(ⅰ) ;(ⅱ)21.67亿元.
【详解】(1)设模型①和②的相关系数分别为r,r.
1 2
由题意可得: ,
,
所以 ,由相关系数的相关性质可得,模型②的拟合程度更好.
(2)(ⅰ)由(1)知,选择模型②.
先建立v关于x的线性回归方程,
因为 ,可得 ,即 ,
可得 ,
所以v关于x的线性回归方程为 ,即 ;
(ⅱ)下一年销售额需达到90亿元,即 ,
代入 ,得 ,
因为 ,则 ,
所以 ,
故预测下一年的研发资金投入量约是21.67亿元.
2.(2023春·福建泉州·高二校联考期末)经观测,长江中某鱼类的产卵数 与温度 有关,现将收集到的
温度 和产卵数 的10组观测数据作了初步处理,得到如图的散点图及一些统计量表.
360表中
(1)根据散点图判断, 与 哪一个适宜作为 与 之间的回归方程模型并求出
关于 回归方程;(给出判断即可,不必说明理由)
附:对于一组数据 ,其回归直线 的斜率和截距的最小二乘估计分别为
.
【答案】(1) 适宜,
【详解】(1)根据散点图判断,看出样本点分布在一条指数函数的周围,
所以 适宜作为 与 之间的回归方程模型;
令 ,则 ,
,
关于 的回归方程为 .
3.(2023春·高二课时练习)下表为收集到的一组数据:
(1)作出 与 的散点图,并猜测 与 之间的关系;
(2)建立 与 的关系,预报回归模型;
(3)利用所得模型,预报 时 的值.
【答案】(1)答案见解析(2)
(3)
【详解】(1)作出散点图如下图所示,
从散点图可以看出 与 不具有线性相关关系,样本点分布在某一条指数型曲线 的周围,其中
为待定的参数.
(2)对两边取对数把指数关系变为线性关系,令 ,则变换后的样本点应分布在直线
的周围;
数据可以转化为
则 ,
,
,
,
,
,
, .
(3)由(2)得:当 时, .
4.(2023春·广东东莞·高二统考期末)某公司近5年产品研发年投资额 (单位:百万元)与年销售量
(单位:千件)的数据统计表如下:年投资额 1 2 3 4 5
年销售量 0.5 1 1.5 3 5.5
(1)根据上表数据画出年投资额 与年销售量 的散点图;
(2)该公司计划用非线性经验回归方程 作为年销售量 关于年投资额 的回归分析模型,并对年销
售量取对数,得到如下数据表:
年销售量
0.5 1 1.5 3 5.5
0 0.4 1.1 1.7
请根据表格数据、参考数据和公式,求出该非线性经验回归方程.
参考数据与公式: ;对于一组数据 , ,…, ,其经验回归直线
的斜率和截距的最小二乘法估计公式分别为 , .
【答案】(1)答案见详解
(2)
【详解】(1)散点图如下:
(2)由 得 ,由于令 ,即 ,
由已知得 , ,则 ,
,
所以 ,即 ,
故年销售量 关于年投资额 的非线性经验回归方程为 .
高频考点二:对数型
典型例题
例题1.(2023·全国·高三专题练习)某公司研制了一种对人畜无害的灭草剂,为了解其效果,通过实验,
收集到其不同浓度 ( )与灭死率 的数据,得下表:
浓度 ( )
灭死率 0.1 0.24 0.46 0.76 0.94
(1)以 为解释变量, 为响应变量,在 和 中选一个作为灭死率 关于浓度 (
)的经验回归方程,不用说明理由;
(2)(i)根据(1)的选择结果及表中数据,求出所选经验回归方程;
(ii)依据(i)中所求经验回归方程,要使灭死率不低于 ,估计该灭草剂的浓度至少要达到多少
?
参考公式:对于一组数据 , , , ,其经验回归直线 的斜率和截距的最小
二乘法估计分别为 , .
【答案】(1)选
(2)(i) ,(ii)
【详解】(1)根据表格数据可知解析变量 呈现指数增长,而响应变量 增长幅度不大,且相应的增加量
大约相等,
故选 .
(2)(i)令 ,则 ,
所以可得如下数据0.1 0.24 0.46 0.76 0.94
则 , ,
,
,
所以 , ,
所以 ,即 ;
(ii)依题意 ,即 ,即 ,
所以 ,即要使灭死率不低于 ,则该灭草剂的浓度至少要达到 .
例题2.(2023秋·福建莆田·高三莆田第四中学校考阶段练习)放行准点率是衡量机场运行效率和服务质
量的重要指标之一.某机场自2012年起采取相关策略优化各个服务环节,运行效率不断提升.以下是根据近
10年年份数 与该机场飞往A地航班放行准点率 ( )(单位:百分比)的统计数据所作的散
点图及经过初步处理后得到的一些统计量的值.
2017.5 80.4 1.5 40703145.0 1621254.2 27.7 1226.8
其中 ,
(1)根据散点图判断, 与 哪一个适宜作为该机场飞往A地航班放行准点率y关
于年份数x的经验回归方程类型(给出判断即可,不必说明理由),并根据表中数据建立经验回归方程,由此预测2023年该机场飞往A地的航班放行准点率.
附:(1)对于一组数据 , ,…, ,其回归直线 的斜率和截距的最小二乘估
计分别为 ,
参考数据: , , .
【答案】(1) 适宜,预测2023年该机场飞往A地的航班放行准点率
(2)(i)0.778;(ii)可判断该航班飞往其他地区的可能性最大,理由见解析
【详解】(1)由散点图判断 适宜作为该机场飞往A地航班放行准点率y关于年份数x
的经验回归方程类型.
令 ,先建立y关于t的线性回归方程.
由于 ,
,
该机场飞往A地航班放行准点率y关于t的线性回归方程为 ,
因此y关于年份数x的回归方程为
所以当 时,该机场飞往A地航班放行准点率y的预报值为
.
所以2023年该机场飞往A地航班放行准点率y的预报值为 .
例题3.(2023春·高二单元测试)发展扶贫产业,找准路子是关键,重庆市石柱土家族自治县中益乡华溪
村不仅找准了路,还将当地打造成了种植中药材黄精的产业示范基地.通过种植黄精,华溪村村民的收入
逐年递增.以下是2014年至2020年华溪村村民每户平均可支配收入的统计数据:
年份 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
年份代码 1 2 3 4 5 6 7
每户平均可支配收入 (千
4 15 22 26 29 31 32
元)
根据以上数据,绘制如图所示的散点图:(1)根据散点图判断, 与 哪一个更适宜作为每户平均可支配收入 (千元)关于年份代
码 的回归方程模型(给出判断即可,不必说明理由),并建立 关于 的回归方程(结果保留1位小
数);
(2)根据(1)建立的回归方程,试预测要到哪一年华溪村的每户平均可支配收入才能超过35(千元);
参考数据:
22.7 1.2 759 235.1 13.2 8.2
其中 , .
参考公式:线性回归方程 中, , .
【答案】(1) 更适宜作为每户平均可支配收入 (千元)关于年份代码 的回归方程模型,
;
(2)到2022年每户平均可支配收入才能超过35(千元);
【详解】(1)根据题中散点图,得 更适宜作为每户平均
可支配收入 (千元)关于年份代码 的回归方程模型.
由已知数据,得
,
故 ,故 关于 的回归方程为 .
(2)由题知,令 ,整理,得 ,即 .故当 时,即到2022年每户平均可支配收入才能超过35(千元).
练透核心考点
1.(2023春·重庆沙坪坝·高二重庆八中校考期末)某新能源汽车公司对其产品研发投资额x(单位:百万
元)与其月销售量y(单位:千辆)的数据进行统计,得到如下统计表和散点图.
x 1 2 3 4 5
y 0.69 1.61 1.79 2.08 2.20
(1)通过分析散点图的特征后,计划用 作为月销售量y关于产品研发投资额x的回归分析模
型,根据统计表和参考数据,求出y关于x的回归方程;
(2)公司决策层预测当投资额为11百万元时,决定停止产品研发,转为投资产品促销.根据以往的经验,当
投资11百万元进行产品促销后,月销售量 的分布列为:
3 4 5
P p
结合回归方程和 的分布列,试问公司的决策是否合理.
参考公式及参考数据: , , .
y 0.69 1.61 1.79 2.08 2.20
(保留整
2 5 6 8 9
数)
【答案】(1) ;
(2)公司的决策合理.
【详解】(1)因为 ,令 ,所以 .
由题可得 , ,则 , ,
所以 ,所以回归方程为 .
(2)当 时, .
因为 且 ,所以 ,
所以 ,
所以公司的决策合理.
2.(2023春·广西·高二统考期末)《中共中央国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意
见》,这是21世纪以来第 个指导“三农”工作的中央一号文件.文件指出,民族要复兴,乡村必振兴,
要大力推进数字乡村建设,推进智慧农业发展.某乡村合作社借助互联网直播平台进行农产品销售,众多网
红主播参与到直播当中,在众多网红直播中,统计了 名网红直播的观看人次 和农产品销售量
的数据,得到如图所示的散点图.
(1)利用散点图判断, 和 哪一个更适合作为观看人次 和销售量 的回归方程类型;
(只要给出判断即可,不必说明理由)
(2)对数据作出如下处理:得到相关统计量的值如表:
其中令 , .
根据(1)的判断结果及表中数据,求 (单位:千件)关于 (单位:十万次)的回归方程,并预测当观
看人次为 万人时的销售量;
参考数据和公式: ,附:对于一组数据 、 、 、 ,其回归线 的斜率和截距的最小二乘估计分别
为: , .
【答案】(1) 更适合;
(2) ,预测当观看人次为 万人时的销售量约为 件.
【详解】(1)解:由散点图可知,散点分布在一条对数型曲线附近,所以选择回归方程 更适
合.
(2)解:令 ,则 ,
因为 , ,
所以 ,
又因为 , ,所以 ,
所以 与 的线性回归方程为 ,
故 关于 的回归方程为 .
令 ,代入回归方程可得 (千件)
所以预测观看人次为 万人时的销售量约为 件.
3.(2023·全国·高二专题练习)《中共中央国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》,
这是21世纪以来第18个指导“三农”工作的中央一号文件.文件指出,民族要复兴,乡村必振兴,要大力
推进数字乡村建设,推进智慧农业发展.某乡村合作社借助互联网直播平台进行农产品销售,众多网红主播
参与到直播当中,在众多网红直播中,统计了10名网红直播的观看人次 和农产品销售量
的数据,得到如图所示的散点图.(1)利用散点图判断, 和 哪一个更适合作为观看人次x和销售量y的回归方程类型;
(只要给出判断即可,不必说明理由)
(2)对数据作出如下处理:得到相关统计量的值如表:
9.4 30.3 2 366 6.6 439.2 66
其中令 , .根据(1)的判断结果及表中数据,求y关于x的回归方程,并预测当观看
人次为280万人时的销售量;
(3)规定:观看人次大于等于120万人次的主播为优秀主播,从这10名主播中随机抽取3名,记其中优秀主
播的人数为 ,求 的分布列和数学期望.
参考数据和公式: ,
附:对于一组数据 , ,…, ,其回归线 的斜率和截距的最小二乘估计分别
为: , .
【答案】(1) 更适合
(2) ,43600件
(3)分布列见解析,
【详解】(1)由散点图可知,散点分布在一条对数型曲线附近,
所以选择回归方程 更适合;
(2)令 ,则 ,
因为 , ,
所以 ,
又 , ,
所以 ,
所以y与 的线性回归方程为 ,
故y关于x的回归方程为 .令 ,代入回归方程可得 (千件),
所以预测观看人次为280万人时的销售量约为43600件.
(3)由散点图可知,这10名主播中,优秀主播的个数有4个,
所以X的可能取值为0,1,2,3,
所以 , ,
, ,
所以X的分布列为:
X 0 1 2 3
P
数学期望 .
高频考点三:幂函数型
典型例题
例题1.(2023春·山东德州·高二统考期末)2020年11月,国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划
(2021-2035年)》,要求深入实施发展新能源汽车国家战略,推动中国新能源汽车产业高质量可持续发
展,加快建设汽车强国.同时为了推广新能源替代传统非绿色能源,除了财政补贴、税收优惠等激励性政策
外,可间接通过前期技术研发支持等政策引导能源发展方向.某企业多年前就开始进行新能源汽车方面的研
发,现对近10年的年技术创新投入 和每件产品成本 ( ,2,3,…,10)的数据进行分析,得到如
下散点图,
并计算得: , , , , .
(1)根据散点图可知,可用函数模型 拟合y与x的关系,试建立y关于x的回归方程;(2)已知该产品的年销售额m(单位:千万元)与每件产品成本y的关系为 .该企
业的年投入成本除了年技术创新投入,还要投入其他成本10千万元,根据(1)的结果回答:当年技术创
新投入x为何值时,年利润的预报值最大?(注:年利润 年销售额 年投入成本)
参考公式:对于一组数据 , ,…, ,其回归直线 的斜率和截距的最小二乘
估计分别为: , .
【答案】(1)
(2)当年技术创新投入为40千万元时,年利润的预报值取最大值
【详解】(1)令 ,则y关于u的线性回归方程为 ,
由题意可得 ,
,
则 ,
所以,y关于x的回归方程为 .
(2)由 可得 ,
年利润 ,
当 时,年利润M取得最大值,此时 ,
所以,当年技术创新投入为40千万元时,年利润的预报值取最大值
例题2.(2023春·广东深圳·高二深圳市龙华中学校考期中)一企业生产某种产品,通过加大技术创新投
入降低了每件产品成本,为了调查年技术创新投入 (单位:千万元)对每件产品成本 (单位:元)的
影响,对近 年的年技术创新投入 和每件产品成本 的数据进行分析,得到如下散点
图,并计算得: , , , , .(1)根据散点图可知,可用函数模型 拟合 与 的关系,试建立 关于 的回归方程;
(2)已知该产品的年销售额 (单位:千万元)与每件产品成本 的关系为 .该
企业的年投入成本除了年技术创新投入,还要投入其他成本 千万元,根据(1)的结果回答:当年技术
创新投入 为何值时,年利润的预报值最大?
(注:年利润=年销售额一年投入成本)
参考公式:对于一组数据 、 、 、 ,其回归直线 的斜率和截距的最小乘估
计分别为: , .
【答案】(1)
(2)当年技术创新投入为 千万元时,年利润的预报值取最大值
【详解】(1)解:令 ,则 关于 的线性回归方程为 ,
由题意可得 ,
,则 ,
所以, 关于 的回归方程为 .
(2)解:由 可得 ,
年利润
,当 时,年利润 取得最大值,此时 ,
所以,当年技术创新投入为 千万元时,年利润的预报值取最大值.
练透核心考点
1.(2023春·重庆江津·高二校联考期末)快递业的迅速发展导致行业内竞争日趋激烈.某快递网点需了解
一天中收发一件快递的平均成本 (单位:元)与当天揽收的快递件数即揽件量 (单位:千件)之间的
关系,对该网点近 天的每日揽件量 (单位:千件)与当日收发一件快递的平均成本 (单位:元)(
)的数据进行了初步处理,得到散点图及一些统计量的值.
表中 , .
(1)根据散点图判断 与 哪一个更适宜作为 关于 的经验回归方程类型?并根据判断结果
及表中数据求出 关于 的经验回归方程;
(2)已知该网点每天的揽件量 (单位:千件)与单件快递的平均价格 (单位:元)之间的关系是
,收发一件快递的利润等于单件的平均价格减去平均成本,根据(1)中建立的
经验回归方程解决以下问题:
①预测该网点某天揽件量为 千件时可获得的总利润;
②单件快递的平均价格 为何值时,该网点一天内收发快递所获利润的预报值最大?
附:对于一组具有线性相关关系的数据 ,其经验回归直线 的斜率和截距的最
小二乘估计分别为 , .
【答案】(1) 更适宜作为 关于 的经验回归方程类型,
(2)① 元;②单件快递的平均价格 元时,该网点一天内收发快递所获利润的预报值最大.【详解】(1)由散点图可知: 更适宜作为 关于 的经验回归方程类型;
令 ,则 , ,
关于 的经验回归方程为: .
(2)设收发 千件快递获利 千元,则 ;
①当 时, ,即该网点某天揽收 件快递可获得的总利润约为 元.
② ,令 ,解得: ,
当 时, ;当 时, ;
在 上单调递增,在 上单调递减,
当 时, ,此时 ;
单件快递的平均价格 元时,该网点一天内收发快递所获利润的预报值最大.
2.(2023秋·黑龙江佳木斯·高三佳木斯一中校考阶段练习)某企业新研发了一种产品,产品的成本由原料
成本及非原料成本组成.每件产品的非原料成本 (元)与生产该产品的数量 (千件)有关,经统计得到
如下数据:
x 1 2 3 4 5 6 7 8
y 56.5 31 22.75 17.8 15.95 14.5 13 12.5
根据以上数据绘制了散点图观察散点图,两个变量间关系考虑用反比例函数模型 和指数函数模型
分别对两个变量的关系进行拟合.已求得用指数函数模型拟合的回归方程为 ,
与x的相关系数 .
(1)用反比例函数模型求y关于x的回归方程;
(2)用相关系数判断上述两个模型哪一个拟合效果更好(精确到0.001),并用其估计产量为10千件时每件产品的非原料成本;
(3)根据企业长期研究表明,非原料成本y服从正态分布 ,用样本平均数 作为 的估计值 ,用
样本标准差s作为 的估计值 ,若非原料成本y在 之外,说明该成本异常,并称落在
之外的成本为异样成本,此时需寻找出现异样成本的原因.利用估计值判断上述非原料成本数
据是否需要寻找出现异样成本的原因?
参考数据(其中 ):
0.34 0.115 1.53 184 5777.555 93.06 30.705 13.9
参考公式:对于一组数据 ,其回归直线 的斜率和截距的最小二乘估计
公式分别为: , ,相关系数 .
【答案】(1)
(2)反比例函数模型拟合效果更好,产量为10千件时每件产品的非原料成本约为11元,
(3)见解析
【详解】(1)令 ,则 可转化为 ,
因为 ,
所以 ,
所以 ,所以 ,
所以y关于x的回归方程为
(2) 与 的相关系数为因为 ,所以用反比例函数模型拟合效果更好,
把 代入回归方程得 (元),
所以产量为10千件时每件产品的非原料成本约为11元
(3)因为 ,所以 ,
因为样本标准差为 ,
所以 ,
所以非原料成本y服从正态分布 ,
所以
因为 在 之外,所以需要此非原料成本数据寻找出现异样成本的原因