师:同学们好,今天我们来复习北师大版高中数学选修1 - 2第一章统计案例。这一章是在必修3统计的基础上,又学习了很多知识。下面我们从整体上回顾本章所学内容。首先来看看这一章的知识网络,本章作为统计案例,包含两个板块:回归分析和独立性检验。
在回归分析中,第一步是作出样本点的散点图。如果这些点在一条直线附近波动,那么它们呈线性相关;若在一条曲线附近波动,则呈非线性相关。接着我们要求解线性回归方程和相关系数r 。对于非线性相关的两个变量,可以选择合适模型转化为可线性化的回归分析。
独立性检验包括条件概率和独立事件的概率。在进行独立性检验时,首先要作出分类变量的2×2列联表,然后计算统计量卡方,最后得出结论并作出推断,利用所得结论对生活中的问题进行推断和预测。
下面我们先回顾回归分析的相关问题。例一,在下列各散点图中,两个变量具有线性正相关关系的是哪个?我们来分析一下,b图中的各点在一条直线附近波动,并且随着自变量x的增大,y值逐渐增大,所以这两个变量呈线性正相关关系,本题答案是b选项。a图中的各点在图中不呈现任何关系,属于不相关关系;c图中的各点在一条曲线附近波动,这两个变量是非线性相关的;d图中的两个变量具有线性负相关关系。
再看例2,根据散点图对两个具有非线性关系的相关变量x、y进行回归分析。设u = lny,v = (x - 4)2,利用最小二乘法得到线性回归方程为u = - 0.5v + 2,变量y的最大估计值是多少?
解答如下:这是一道非线性相关的回归分析问题。因为做了代换u = lny,v = (x - 4)2,变换后利用最小二乘法得到了u、v的回归方程u = - 0.5v + 2。将u、v代换回y和x,可得lny = - 0.5(x - 4)2 + 2,这样就得到了y和x的回归方程。观察方程可知,当x = 4时,lny有最大值,此时y的最大值为e2,所以变量y的最大估计值为e2,本题选a选项。
接着看例三,这是一个网上购物问题,题目记录了某段时间内商品成交量与网址浏览量的一些数据,比如某段时间内成交量2件,网址浏览量30次。第一问,画出表中数据的散点图;第二问,根据表中的数据求出y关于x的回归方程;第三问,要使这种商品的成交量突破100件,预测这家网店的浏览量至少多少次?
根据收集的5组数据,我们要在散点图中绘制出样本点(2, 34)、(4, 45)、(5, 56)、(6, 68)、(7, 70)这5个点。从图中可以发现,这5个点在一条直线附近波动,由此可判定y和x之间呈线性相关关系。
下面求解它们的回归方程。由于回归直线方程中斜率b的计算公式有两个,当数据较大时可选择第一个简化计算,当数据较小时,推荐选择第二个公式,因其计算步骤更少。我们来运算求解,首先求出x的合计值为25,y的合计值为250,再求出每一个x值的平方和为145,每一个x值与之对应的y值的乘积和为1390。由此可得x的平均数为25÷5 = 5,y的平均数为50,xi2的和为145,xi yi的和为1390。代入b的计算公式:b = (1390 - 5×5×50)÷(145 - 5×52) = 7,a = y平均 - b×x平均 = 15。所以我们求出了y关于x的回归方程为y = 7x + 15。
再看第三问,要是商品成交量突破100件,预测浏览量至少多少次?因为要分析y≥100时,网站浏览量x的次数,我们可将回归方程变形解出x,x = (y - 15)÷7。由(y - 15)÷7≥100,可得y≥715,所以可以预测这家网店浏览量至少为715次。通过以上分析,就能帮助网站老板解决这个实际的预测问题。下面我们总结回归分析的一般步骤:第一步,画出变量的散点图,初步判定两变量的相关性;第二步,求出变量的回归方程;第三步,应用求得的回归方程进行推断和预测。这样我们就回顾了散点图、线性相关、非线性相关的有关问题。
