2018-2019学年最新数学苏教版必修3：课下能力提升(十四) 线性回归方程-含解析

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线性回归方程

苏教版高中数学教材必修3 第2章统计
2.4 线性回归方程
上面这些方法虽然都有一定道理，但总让人感到可靠性不强.实际上，我们希望从整体上看，应该使得该直线与散点图中的点最接近.
如何衡量直线与散点图中的点的接近程度?
用类似于估计总体平均数的思想：
考虑所有数据点到直线的距离的平方和；距离计算不方便化斜为直
苏教版高中数学教材必修3
第2章统计
2.4 线性回归方程
例求三点（3，10），（7，20），（11，24）的线性回归方程．解（1）作出散点图：
30 25 20 15 10 5 0 0 5 10 15
x y
i 1
3 i 1
3
i 1 3
i
3 7 11 21; 10 20 24 54;
2.4 线性回归方程
苏教版高中数学教材必修3
第2章统计
2.4 线性回归方程
在学校里，老师对学生经常这样说：“如果你的数学成绩好，那么你的物理学习就不会有什么大的问题” 确实，凭我们的学习经验可知，学生的物理成绩和数学成绩之间存在一种相关关系，当然，除此以外，还存在其它影响物理成绩的因素，例如，是否喜欢物理，用在物理学习上的时间等等.当我们主要考虑数学成绩对物理成绩影响时，就是要考虑两者之间的相关关系. 我们日常生活中存在许多相关关系的问题： 1.商品销售收入与广告支出经费之间的关系； 2.粮食产量与施肥量之间的关系； 3.人体脂肪和年龄之间的关系；
i 1 i 1
n
n
n S5 当a＝时， Q(a,b) 取得最小值； 2m
a
( y
i 1
n
i
bxi )
n

2019-2020年高中数学 2.4《线性回归方程》学案苏教版必修3

2019-2020年高中数学 2.4《线性回归方程》学案苏教版必修3【目标引领】1．学习目标：了解非确定性关系中两个变量的统计方法；掌握散点图的画法及在统计中的作用，掌握回归直线方程的求解方法。

2．学法指导：①求回归直线方程，首先应注意到，只有在散点图大致呈线性时，求出的回归直线方程才有实标意义．否则，求出的回归直线方程毫无意义．因此，对一组数据作线性回归分析时，应先看其散点图是否成线性．②求回归直线方程，关键在于正确地求出系数a 、b ，由于求a 、b 的计算量较大，计算时仔细谨慎、分层进行，避免因计算产生失误．③回归直线方程在现实生活与生产中有广泛的应用．应用回归直线方程可以把非确定性问题转化成确定性问题，把“无序”变为“有序”，并对情况进行估测、补充．因此，学过回归直线方程以后，应增强学生应用回归直线方程解决相关实际问题的意识．【教师在线】1．解析视屏：1．相关关系的概念在实际问题中，变量之间的常见关系有两类：一类是确定性函数关系，变量之间的关系可以用函数表示。

例如正方形的面积S 与其边长之间的函数关系（确定关系）；一类是相关关系，变量之间有一定的联系，但不能完全用函数来表达。

例如一块农田的水稻产量与施肥量的关系（非确定关系）相关关系：自变量取值一定时，因变量的取值带有一定随机性的两个变量之间的关系叫做相关关系。

相关关系与函数关系的异同点：相同点：均是指两个变量的关系。

不同点：函数关系是一种确定关系；而相关关系是一种非确定关系；函数关系是自变量与因变量之间的关系，这种关系是两个非随机变量的关系；而相关关系是非随机变量与随机变量的关系。

2．求回归直线方程的思想方法观察散点图的特征，发现各点大致分布在一条直线的附近，思考：类似图中的直线可画几条？引导学生分析，最能代表变量x 与y 之间关系的直线的特征：即n 个偏差的平方和最小，其过程简要分析如下：设所求的直线方程为，其中a 、b 是待定系数。

2018-2019学年高一数学苏教版必修3：课下能力提升(十四) 线性回归方程

课下能力提升(十四) 线性回归方程一、填空题1．已知x ，y 之间的一组数据为：则回归直线y ^＝bx ＋a 必过点________．2．对某台机器购置后的运营年限x(x ＝1,2,3…)与当年利润y 的统计分析知具备线性相关关系，回归方程为y ＝10.47－1.3x ，估计该台机器使用________年最合算．3．已知某工厂在2013年每月产品的总成本y(万元)与月产量x(万件)之间有线性相关关系，回归方程为y ^＝1.215x ＋0.974，若月产量增加4万件时，则估计成本增加________万元．4．下表是广告费用与销售额之间的一组数据：销售额y(千元)与广告费用x(千元)之间有线性相关关系，回归方程为y ^＝2.3x ＋a(a 为常数)，现要使销售额达到6万元，估计广告费用约为________千元．5．下表提供了某厂节能降耗技术改造后，在生产A 产品过程中记录的产量x(单位：吨)与相应的生产能耗y(单位：×103 kJ )几组对应的数据：根据上表提供的数据，求出y 关于x 的线性回归方程y ＝0.7x ＋0.35，那么表中t 的值为________．二、解答题6．一台机器由于使用时间较长，生产的零件有一些会有缺损，按不同转速生产出来的零件有缺损的统计数据如下表所示.(1)作出散点图；(2)如果y 与x 线性相关，求出回归直线方程．7．某企业的某种产品产量与单位成本数据如下：(1)(2)指出产量每增加1 000件时，单位成本下降多少？(3)假定产量为6 000件时，单位成本是多少？单位成本为70元时，产量应为多少件？8．一台机器由于使用时间较长，但还可以用，它按不同的转速生产出来的某机械零件有一些会有缺点，每小时生产有缺点零件的多少随机器运转的速度而变化，下表为抽样试验结果.(1)画出散点图；(2)如果y 与x 有线性相关关系，求线性回归方程；(3)若实际生产中，允许每小时的产品中有缺点的零件最多为10个，那么机器的运转速度应控制在什么范围内？答案1．解析：x ＝32，y ＝4，∴y ^＝bx ＋a 必过点(32，4)．答案：(32，4)2．解析：只要预计利润不为负数，使用该机器就算合算，即y ≥0，所以10.47－1.3x ≥0，解得x ≤8.05，所以该台机器使用8年最合算．答案：83．解析：由y ^1＝1.215x 1＋0.974， y ^2＝1.215(x 1＋4)＋0.974，得y ^2－y ^1＝1.215×4＝4.86(万元)．答案：4.864．解析：x ＝7，y ＝41.6，则a ＝y －2.3x ＝41.6－2.3×7＝25.5. 当y ＝6万元＝60千元时，60＝2.3x ＋25.5，解得x ＝15(千元)．答案：155．解析：由y ＝0.7x ＋0.35，得 2.5＋t ＋4＋4.54＝0.7×3＋4＋5＋64＋0.35，故11＋t 4＝3.5，即t ＝3.答案：36．解：(1)如下图．(2)由(1)知y 和x 线性相关．设回归直线方程为y ^＝bx ＋a . 由题意，得x ＝12.5，y ＝8.25，4i ＝1x 2i ＝660，4i ＝1x i y i ＝438. 所以b ＝438－4×12.5×8.25660－4×12.52≈0.73，a ≈8.25－0.73×12.5≈－0.88，所以y ^＝0.73x －0.88.7．解：(1)设x 表示每月产量(单位：千件)，y 表示单位成本(单位：元)，作散点图．由散点图可知y 与x 间具有线性相关关系，设线性回归方程为：y ^＝bx ＋a .∵b ＝∑i ＝16x i y i －6x y∑i ＝16x 2i －6x2≈－1.82，a ＝y －b x ≈77.37，∴线性回归方程为y ^＝－1.82x ＋77.37.(2)由线性回归方程知，产量每增加1 000件，单位成本下降1.82元． (3)当x ＝6时，y ＝－1.82×6＋77.37＝66.45，故当产量为6 000件时，单位成本为66.45元．当y ＝70时，x ≈4.049.故当单位成本为70元时，产量约为4 049件． 8．解：(1)画出散点图，如图．(2)x ＝12.5，y ＝8.25，∑i ＝14x i y i ＝438，∑i ＝14x 2i ＝660，所以b ＝∑i ＝14x i y i －4x y∑i ＝14x 2i －4x2＝438－4×12.5×8.25660－4×12.52≈0.728 6，a ＝y －b x ≈8.25－0.728 6×12.5＝－0.857 5.所以线性回归方程为y ^＝0.728 6x －0.857 5. (3)要使y ^≤10，则0.728 6x －0.857 5≤10， x ≤14.901 9.所以机器的转速应控制在15 rad/s 以下．。

2018-2019苏教版高中数学苏教版必修三学案：第二单元 2.4 线性回归方程 -含答案

学习目标 1. 了解相关关系、线性相关的概念；2.会根据散点图判断数据是否具有相关关系；3.会求线性回归方程，并能根据线性回归方程做出合理判断．知识点一相关关系思考数学成绩y与学习数学所用时间t之间的关系，能否用函数关系刻画？梳理相关关系：与函数关系不同，相关关系是一种变量之间__________的联系，但不是__________的关系．知识点二散点图1．散点图：将样本中n个数据点(x i，y i)(i＝1，2，…，n)描在平面直角坐标系中得到的图形．2．利用散点图可以大致确定两个变量是不是有相关关系，以及相关性强弱．知识点三最小平方法及线性回归方程思考1若散点大致分布在一条直线附近，如何确定这条直线比较合理？思考2任何一组数据都可以由最小二乘法得出线性回归方程吗？梳理线性回归方程：能用直线方程________________近似表示的相关关系叫做____________关系，该方程叫________________．最小平方法是一种求回归直线的方法，用这种方法求得的回归直线能使样本数据的点到回归直线的距离的平方和最小．给出一组数据(x 1，y 1)，(x 2，y 2)，…，(x n ，y n )，用最小平方法求得线性回归方程的系数a ，b 满足⎩⎪⎨⎪⎧b ＝，a ＝ .上式还可以表示为 ⎩⎪⎨⎪⎧b ＝＝，a ＝ .类型一变量之间相关关系的判断例1 在下列两个变量的关系中，哪些是相关关系？ (1)正方形边长与面积之间的关系； (2)作文水平与课外阅读量之间的关系； (3)人的身高与年龄之间的关系； (4)降雪量与交通事故发生率之间的关系．反思与感悟如果能够从两个变量的观察数据之间发现相关关系是极为有意义的，由此可以进一步研究二者之间是否蕴涵因果关系，从而发现引起这种相关关系的本质原因是什么．跟踪训练1 有下列关系：①老师的执教水平与学生的学习成绩之间的关系； ②曲线上的点与该点的坐标之间的关系； ③苹果的产量与气候之间的关系；④森林中的同一种树木，其横截面直径与高度之间的关系； ⑤学生与其学号之间的关系．其中有相关关系的是________．(填序号) 类型二散点图及应用例2 在一次对人体脂肪含量和年龄关系的研究中，研究人员获得了一组样本数据：画出散点图，分析年龄与人体脂肪含量的关系．反思与感悟画散点图时应注意合理选择单位长度，避免图形过大或过小，或者是点的坐标在坐标系中画不准，使图形失真，导致得出错误结论．相关关系的散点图不一定分布在一条直线附近，也可能是曲线．跟踪训练2下表为我国在公元1000年到2000年间的人口数量．(1)试画出散点图；(2)年份与人口是相关关系吗？如果是，是正相关还是负相关？你觉得用什么函数模型模拟效果比较好？反思与感悟函数关系与相关关系之间有密切联系，可以用函数关系来模拟相关关系，也可借助散点图来发现两变量之间的函数关系，在一定条件下，两种关系还可相互转化．类型三线性回归方程的求法及应用例3下表为某地近几年机动车辆数与交通事故数的统计资料，请判断机动车辆数与交通事故数之间是否具有线性相关关系．如果具有线性相关关系，求出线性回归方程；如果不具有线性相关关系，说明理由．反思与感悟对一组数据进行线性回归分析时，应先画出其散点图，看其是否呈直线形，若。

高中数学 2.4《线性回归方程》素材苏教版必修3

线性回归方程导学一、学法指导利用样本数据的情况估计总体数据的情况，这是统计的基本思想．线性回归方程是从样本中各个数据之间的相关关系入手，来分析验证样本中各个数据的特点规律，进而对总体数据的相关关系作出估计．因此学好线性回归方程，要在进一步体会统计的基本思想和方法的基础上，还要回忆我们已学过的两个变量之间存在的函数关系（即确定性关系）．学习本节时，首先要知道变量相互关系有两种：一类是确定性的函数关系，如正方形的边长与面积的关系；另一类是变量确实存在关系，但又不具备函数关系所要求的确定性，它们的关系是带有随机性的．例如，某位同学的“物理成绩”与“数学成绩”之间的关系，我们称它们为相关关系；其次是如何判断和分析具有相关关系的两个或多个变量，也就是如何寻找具有相关关系的两个变量中非确定性关系的某种确定性．本节的难点问题是建立回归直线方程的思想方法，其关键是如何用数学的方法来刻画“从整体上看各点与直线的距离最小”，即最贴近已知的数据点，最能代表变量x 与y 之间的关系，这就是“最小二乘法”的思想．另外还要注意，进行回归分析，通常先进行相关性检验，若能确定两个变量具有线性相关性，再去求其线性回归方程，否则所求方程毫无意义．二、知识点概要 1．相关关系所谓相关关系是自变量取值一定时，因变量的取值带有一定的随机性．对相关关系的理解应注意以下几点：（1）相关关系与函数关系不同．因为函数关系是一种非常确定的关系，而相关关系是一种非确定性关系，即相关关系是非随机变量与随机变量之间的关系．而函数关系可以看成是两个非随机变量之间的关系．因此，不能把相关关系等同于函数关系．（2）函数关系是一种因果关系，而相关关系不一定是因果关系，它也可能是伴随关系．（3）在现实生活中存在着大量的相关关系，如何判断和描述相关关系，统计学发挥着非常重要的作用．变量之间的相关关系带有不确定性，这需要通过收集大量的数据，对数据进行统计分析，发现规律，才能作出科学的判断． 2．回归分析对具有相关关系的两个变量进行统计分析的方法叫做回归分析．通俗地讲，回归分析就是寻找相关关系中非确定性关系的某种确定性． 3．散点图我们把一组具有相关关系的两个变量的数据()(123)i i x y i n ，，，，，对应的点（即样本点）画在坐标系内，得到的图形叫做散点图．利用散点图可以判断变量之间有无相关关系，所以判断两个变量之间是否存在某种关系时，必须从散点图入手．画出散点图，可以作出如下判断：（1）如果所有的样本点都落在某一函数曲线上，就用该函数来描述变量之间的关系，即说明变量之间具有函数关系；（2）如果所有的样本点都落在某一函数曲线附近，则说明变量之间具有相关关系；（3）如果所有的样本点都落在某一直线附近，则变量之间具有线性相关关系．4．正相关、负相关线性相关关系又分为正相关和负相关．正相关是指两个变量具有相同的变化趋势，即从整体上来看一个变量会随另一个变量变大而变大．从散点图可以看出因变量随自变量的增大而增大，图中的点分布在左下角到右上角的区域．负相关是指两个变量具有相反的变化趋势，即从整体上来看一个变量会随另一个变量变大而变小．负相关的散点图中的点分布在左上角到右下角的区域．由此，我们得出判断两个变量之间到底是不是具有线性相关关系，可以用“数据”说话，画出散点图更具有说服力．5．回归直线和回归直线方程如果散点图中的点的分布从整体上看大致在一条直线附近，就称这两变量之间具有线性相关关系．这条直线叫做这两个变量的回归直线，回归直线的方程叫做回归方程．这里注意，只有散点图中的点呈条状集中在某一直线周围的时候，才可以说两个变量之间具有线性相关关系，才有两个变量的正线性相关和负线性相关的概念，才可以用回归直线来描述这两个变量之间的关系．（1）求回归直线方程的思想方法观察散点图的特征，发现各点大致分布在一条直线的附近．类似图中的直线可画出不止一条，比如可以连接最左侧点和最右侧点得到一条直线，也可以让画出的直线上方的点和下方的点数目相等，……，但这些能保证各点与此直线在整体上是最接近的吗？它们虽然都有一定的道理，却总让人感到可靠性不强．那么，其中的哪一条直线最能代表变量x与y之间的关系呢？实际上求回归直线方程的关键是如何用数学的方法来刻画“从整体上看各点与此直线的距离最小”，即最贴近已知的数据点，最能代表变量x与y之间的关系．最能代表变量x与y之间关系的直线的特征是直线与这n个点的离差的平方和最小．（2）回归直线方程的求法根据最小二乘法的思想和公式，利用计算器或计算机，可以方便地求出回归方程．利用计算机求回归方程（Excel软件）：在Excel的工作表中添加“图表”得到散点图后，用鼠标选中散点，单击鼠标右键，单击“添加趋势线”，在出现的对话框中单击类型标签，选择“线性”，单击“选项”标签，选中“显示公式”单选框，最后点击“确定”即可．利用科学计算器求回归方程：大多科学计算器都有回归计算（REG模式），但不同的计算器参数可能不同，这里不作详细介绍．一般在输入数据后按相应按键可直接得到a和b，这样就可以写出回归方程y bx a=+，非常简便，同学们在使用前一定要看懂计算器的使用说明书．回归直线方程在现实生活与生产中有广泛的应用．应用回归直线方程可以把非确定性问题转化成确定性问题，把“无序”变为“有序”，并且可根据情况进行估测、补充．因此，学过回归直线方程以后，应能积极应用回归直线方程解决一些相关的实际问题，并进一步体会回归直线的应用价值．（3）相关系数与相关性检验给定()(123)i i x y i n =，，，，，，只要123n x x x x ，，，，不全相等，就能求出一条回归直线，但它有无意义可是一个大问题．由于根据散点图看数据点是否大致在一直线附近主观性太强，为此可以利用样本相关系数来衡量两个变量之间线性关系的强弱．样本相关系数：()()nii xx y y r --=∑叫做变量y 与x 之间的样本相关系数，简称相关系数，用它来衡量它们之间的线性相关程度．1r ≤，且|r|越接近于1，相关程度越高；r 越接近于0，相关程度越低．统计学认为，相关变量的相关系数： [10.75]r ∈--，时，两变量负相关很强； [0.751]r ∈，时，两变量正相关很强；(]0.750.3r ∈--，或[)0.30.75，时，两变量相关性一般；[0.250.25]r ∈-，时，两变量相关程度很弱．三、特别提示1．相关关系的理解．借助实例（如数学成绩与物理成绩之间的关系，粮食产量与施肥量之间的关系，吸烟与健康之间的关系，父母身高与子女身高之间的关系等）明确相关关系与函数关系不同，它是一种非确定性的关系，即一个变量取值一定时，另一个变量的取值带有一定的随机性．相关关系包括正相关和负相关．2．相关关系的研究方法：散点图法和写出回归直线方程y bx a =+，其中11112222111n n n n i i i i i i i i i i n n ni i i i i i n x y x y x y nx y b x nx n x x a y bx =======⎧⎛⎫⎛⎫--⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎪==⎪⎛⎫⎨-- ⎪⎪⎝⎭⎪⎪=-⎩∑∑∑∑∑∑∑，．3．线性回归思想：把相关关系（不确定性关系）转化为函数关系（确定性关系）．当两个具有相关关系的变量近似满足一次函数关系时，所进行的回归分析又叫线性回归分析，所求的函数关系y bx a =+就是线性回归方程．4．求线性回归直线方程前应对数据进行线性相关分析，其关键是求a b ，，由于计算量大，因此计算过程要注意分层次、按步骤进行．线性回归中的相关系数线性回归问题在生活中应用广泛，求解回归直线方程时，应该先判断两个变量是否是线性相关，若相关再求其直线方程，判断两个变量有无相关关系的一种常用的简便方法是绘制散点图；另外一种方法是量化的检验法，即相关系数法．下面为同学们介绍相关系数法．一、关于相关系数法统计中常用相关系数r 来衡量两个变量之间的线性相关的强弱，当i x 不全为零，y i 也不全为零时，则两个变量的相关系数的计算公式是：()()nnii i ixx y y x ynx yr ---==∑∑r 就叫做变量y 与x 的相关系数（简称相关系数）．说明：（1）对于相关系数r ，首先值得注意的是它的符号，当r 为正数时，表示变量x ，y 正相关；当r 为负数时，表示两个变量x ，y 负相关；（2）另外注意r 的大小，如果[]0.751r ∈，，那么正相关很强；如果[]10.75r ∈--，，那么负相关很强；如果(]0.750.30r ∈--，或[)0.300.75r ∈，，那么相关性一般；如果[]0.250.25r ∈-，，那么相关性较弱．下面我们就用相关系数法来分析身边的问题，确定两个变量是否相关，并且求出两个变量间的回归直线．二、典型例题剖析77（1）对变量y 与x 进行相关性检验；（2）如果y 与x 之间具有线性相关关系，求回归直线方程；（3）如果父亲的身高为73英寸，估计儿子身高．解：（1）66.8x =，67y =，102144794i i x ==∑，102144929.22i i y ==∑，4475.6x y =，24462.24x =，24489y =，10144836.4i i i x y ==∑，所以10i ix ynx yr -=∑44836.4104475.6(4479444622.4)(44929.2244890)-⨯=--80.40.9882.04=≈≈，所以y 与x 之间具有线性相关关系．（2）设回归直线方程为y a bx =+，则101102211010i ii i i x yxyb x x==-=-∑∑44836.4447560.46854479444622.4-=≈-，670.468566.835.7042a y bx =-=-⨯=．故所求的回归直线方程为0.468535.7042y x =+．（3）当73x =英寸时，0.46857335.704269.9047y =⨯+=，所以当父亲身高为73英寸时，估计儿子的身高约为69.9英寸．点评：回归直线是对两个变量线性相关关系的定量描述，利用回归直线，可以对一些实际问题进行分析、预测，由一个变量的变化可以推测出另一个变量的变化．这是此类问题常见题型．例2 10其中x 为高一数学成绩，y 为高二数学成绩．（1）y 与x 是否具有相关关系；（2）如果y 与x 是相关关系，求回归直线方程．解：（1）由已知表格中的数据，利用计算器进行计算得101710ii x==∑，101723i i y ==∑，71x =，72.3y =，10151467i i i x y ==∑．102150520ii x==∑，102152541i i y ==∑．1010i ix yx yr -=∑0.78=≈．由于0.78r ≈，由0.780.75>知，有很大的把握认为x 与y 之间具有线性相关关系．（2）y 与x 具有线性相关关系，设回归直线方程为y a bx =+，则1011022211051467107172.31.2250520107110i ii i i x yx yb x x==--⨯⨯==≈-⨯-∑∑， 72.3 1.227114.32a y bx =-=-⨯=-．所以y 关于x 的回归直线方程为 1.2214.32y x =-．点评：通过以上两例可以看出，回归方程在生活中应用广泛，要明确这类问题的计算公式、解题步骤，并会通过计算确定两个变量是否具有相关关系．方方面面评说回归直线方程一、回归分析对于线性回归分析，我们要注意以下几个方面：（1）回归分析是对具有相关关系的两个变量进行统计分析的方法．两个变量具有相关关系是回归分析的前提．（2）对于关系不明确的两组数据，可先作散点图，在图上看它们有无关系，关系的密切程度，然后再进行回归分析．（3）通过散点图的观察，一般地，若图中数据大致分布在一条直线附近，那么这两个变量近似成线性相关关系．（4）求回归直线方程，首先应注意到，只有在散点图大至呈线性时，求出的回归直线方程才有实际意义，否则，求出的回归直线方程毫无意义．二、回归直线方程一般地，设x 与y 是具有相关关系的两个变量，且对应于n 组观测值的n 个点(()12)i i x y i n =，，，，，大致分布在一条直线的附近，求在整体上与这n 个点最接近的一条直线，记此直线方程为y a bx =+ （1）这里在y 的上方加记号“＾”，是为了区分Y 的实际值y ，表示当x 取值(12)i x i n =，，，时，Y 相应的观察值为i y ，而直线上对应于i x 的纵坐标是i y a bx =+．（1）式叫做Y 对x 的回归直线方程，a ，b 叫做回归系数．三、求回归直线方程的思想方法在观察散点图特征时，我们会发现有时各点大致分布在一条直线的附近，且画出不止一条类似的直线，而最能代表变量x 与y 之间关系的直线的特征，即为n 个离差的平方和最小．设所求直线方程为y a bx =+，其中a ，b 是待定系数，则(12)i i y a bx i n =+=，，，．于是得到各个离差()(12)i i i i y y y bx a i n -=-+=，，，．显然，离差i i y y -的符号有正有负，若将它们相加会造成相互抵消，故采用n 个离差的平方和21()ni i i Q y bx a ==--∑，采用最小二乘法可求出使Q 为最小值时的a 和b ．1122211()()()nnii i ii i nniii i xx y y x ynxyb xx xnx====---==--∑∑∑∑， a y bx =-，其中11n i i x x n ==∑，11ni i y y n ==∑．四、求回归直线方程的一般步骤（1）作出散点图，判断散点是否在一条直线附近；（2）如果散点在一条直线附近，用公式求出a ，b ，并写出回归直线方程．注：计算a ，b 时由于计算量较大,所以在计算时应借助技术手段（如计算器或计算机），认真细致，谨防计算中产生错误．例在10年期间，某城市居民收入与某种商品的销售额之间的关系见下表．（1）画出散点图；（2）如果散点图中各点大致分布在一条直线的附近，求x 与y 之间的回归直线方程；（3）试预测居民年收入50亿元时这种商品的销售额．解题指导：只有散点图大致表现为线性时，求回归直线方程才有实际意义．解：（1）散点图如图所示：（2）通过观察散点图可知各点大致分布在一条直线的附近．列出下表，利用计算器进行计算．序号 xy2x2yxy1 32.2 25.0 1036.84 625 805 2 31.1 30.0967.21900 933 3 32.9 34.0 1082.41 1156 1118.6 4 35.8 37.0 1281.64 1369 1324.6 5 37.1 39.0 1376.41 1521 1446.9 6 38.0 41.0 1444 1681 1558 7 39.0 42.0 1521 17645 1638 8 43.0 44.0 1849 1936 1892 9 44.6 48.0 1989.162304 2140.8 1046.0 51.0211626012346∑379.7 391 14663.67 15857 15202.91011022211015202.9379.739.1 1.447379.71014663.671010i ii ii x yx y b xx==--⨯==≈⎛⎫--⨯ ⎪⎝⎭∑∑。

2017-2018学年苏教版高中数学必修3全册课后能力提升训练

2017-2018学年苏教版数学必修3全册课后能力提升训练目录课下能力提升(一)算法的含义 (1)课下能力提升(二)顺序结构选择结构 (4)课下能力提升(三)循环结构 (8)课下能力提升(四)赋值语句输入、输出语句 (12)课下能力提升(五)条件语句 (16)课下能力提升(六)循环语句 (20)课下能力提升(七)算法案例 (24)课下能力提升(八)简单随机抽样 (28)阶段质量检测(一)算法初步 (30)课下能力提升(九)系统抽样 (37)课下能力提升(十)分层抽样 (40)课下能力提升(十一)频率分布表频率分布直方图与折线图 (43)课下能力提升(十二)茎叶图 (47)课下能力提升(十三)总体特征数的估计 (51)课下能力提升(十四)线性回归方程 (55)阶段质量检测(二)统计 (59)课下能力提升(十五)随机事件及其概率 (67)课下能力提升(十六)古典概型 (70)课下能力提升(十七)几何概型 (73)课下能力提升(十八)互斥事件 (76)阶段质量检测(三)概率 (80)阶段质量检测(四)模块综合检测 (86)课下能力提升(一)算法的含义一、填空题1．写出解方程2x＋3＝0的一个算法过程．第一步________________________________________________________________；第二步________________________________________________________________．2．已知一个学生的语文成绩为89，数学成绩为96，外语成绩为99.求他的总分和平均分的一个算法为：第一步令A＝89，B＝96，C＝99；第二步计算总分S＝________；第三步计算平均分M＝________；第四步输出S和M.3．给出下列算法：第一步输入x的值；第二步当x>4时，计算y＝x＋2；否则执行下一步；第三步计算y＝4－x；第四步输出y.当输入x＝0时，输出y＝__________.4．已知点P0(x0，y0)和直线l：Ax＋By＋C＝0，求点到直线距离的一个算法有如下几步：①输入点的坐标x0，y0；②计算z1＝Ax0＋By0＋C；③计算z2＝A2＋B2；④输入直线方程的系数A，B和常数C；⑤计算d＝|z1|z2；⑥输出d的值．其正确的顺序为________．5．已知数字序列：2,5,7,8,15,32,18,12,52,8.写出从该序列搜索18的一个算法．第一步输入实数a.第二步______________________________________________________________. 第三步输出a＝18.二、解答题6．写出求a，b，c中最小值的算法．7．某铁路部门规定甲、乙两地之间旅客托运行李的费用为c ＝⎩⎪⎨⎪⎧0.53ω， ω≤50，50×0.53＋(ω－50)×0.85，ω>50. 其中ω(单位：kg)为行李的重量，如何设计计算费用c (单位：元)的算法．8．下面给出一个问题的算法：第一步输入a ；第二步若a ≥4，则执行第三步，否则执行第四步；第三步输出2a －1；第四步输出a 2－2a ＋3.问题：(1)这个算法解决的是什么问题？ (2)当输入a 等于多少时，输出的值最小？答案1．第一步将常数项3移到方程右边得2x ＝－3；第二步在方程两边同时除以2，得x ＝－32.2．解析：总分S 为三个成绩数之和，平均数 M ＝A ＋B ＋C 3＝S 3.答案：A ＋B ＋C S33．解析：由于x ＝0>4不成立，故y ＝4－x ＝2. 答案：24．解析：利用点到直线的距离公式： d ＝|Ax 0＋By 0＋C |A 2＋B 2. 答案：①④②③⑤⑥5．解析：从序列数字中搜索18，必须依次输入各数字才可以找到．答案：若a ＝18，则执行第三步，否则返回第一步 6．解：算法如下：第一步比较a ，b 的大小，当a >b 时，令“最小值”为b ；否则，令“最小值”为a ；第二步比较第一步中的“最小值”与c 的大小，当“最小值”大于c 时，令“最小值”为c ；否则，“最小值”不变；第三步 “最小值”就是a ，b ，c 中的最小值，输出“最小值”． 7．解：算法步骤如下：第一步输入行李的重量ω；第二步如果ω≤50，那么c ＝0.53ω；如果ω>50，那么c ＝50×0.53＋(ω－50)×0.85；第三步输出运费c .8．解：(1)这个算法解决的问题是求分段函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x －1，x ≥4，x 2－2x ＋3，x <4的函数值问题．(2)当x ≥4时，f (x )＝2x －1≥7，当x <4时，f (x )＝x 2－2x ＋3＝(x －1)2＋2≥2. ∴当x ＝1时，f (x )min ＝2.即当输入a 的值为1时，输出的值最小．课下能力提升(二) 顺序结构选择结构一、填空题1．如图所示的流程图最终输出结果是________．2．如图所示的流程图，若a ＝5，则输出b ＝________.3．已知函数y ＝|x －3|，如流程图表示的是给定x 的值，求其相应函数值的算法，请将该流程图补充完整．其中①处应填________，②处应填________．4．阅读如图所示的流程图，若运行该程序后输出的y 值为18，则输入的实数x 的值为________．5．如图是一个算法的流程图，当输入的值为3时，输出的结果是________．二、解答题6．某学生五门功课成绩为80,95,78,87,65.写出平均成绩的算法，画出流程图．7.某电信部门规定：拨打市内电话时，如果通话时间不超过3分钟，则收取通话费0.2元；如果通话时间超过3分钟，则超过部分以0.1元/分收取通话费(时间以分钟计，不足1分钟按1分钟计算)，画出计算话费的流程图．8．求方程ax2＋(a＋1)x＋1＝0根的算法流程图如图所示，根据流程图，回答下列问题：(1)本题中所给的流程图正确吗？它表示的是哪一个问题的算法流程图？(2)写出一个正确的算法，并画出流程图．答案1．解析：第二步中y ＝2，第三步中y ＝22＋1＝5. 答案：52．解析：这是一个分段函数b ＝⎩⎪⎨⎪⎧a 2＋1， a ≤5，2a ， a ＞5，的求值问题．根据条件易知，b ＝52＋1＝26.答案：263．解析：由y ＝|x －3|＝⎩⎪⎨⎪⎧x －3，x ≥3，3－x ，x ＜3.∴①处应填“x ＜3”，②处应填“y ←x －3”．答案：x ＜3 y ←x －34．解析：由流程图知：令2x 2－1＝18(x >0)，则x ＝34，令(12)x ＝18(x ≤0)，无解，∴输入的实数x ＝34. 答案：345．解析：流程图反映的是分段函数y ＝⎩⎪⎨⎪⎧x 2－1 (x ＜5)，2x 2＋2 (x ≥5)的求值问题， ∴当x ＝3时，y ＝32－1＝8. 答案：86．解：算法如下：流程图S1 S ←80 S2 S ←S ＋95 S3 S ←S ＋78 S4 S ←S ＋87 S5 S ←S ＋65 S6 A ←S /5 S7 输出A7．解：根据题意：话费S (元)与时间t (分钟)有如下函数关系：S ＝⎩⎪⎨⎪⎧0.2，t ≤30.2＋0.1(t －3)，t >3且t ∈N *0.2＋0.1([t ]－2)，t >3且t ∉N *流程图如下图所示．8．解：本题中给出的流程图不正确．因为它没有体现出对a 的取值的判断，它只解决了算法中的一部分，即a ≠0时的情形，这样是达不到求解的目的的．(2)算法如下： S1 输入a ；S2 如果a ＝0，则x ←－1，输出x ，否则x 1←－1，x 2←－1a ，输出x 1，x 2. 流程图如右图所示．课下能力提升(三)循环结构一、填空题1．一个算法流程图如图所示，则输出S为________．2．如图流程图中，(1)若判断框内的条件是I≤19，则输出的结果为________．(2)若输出的结果为400，则判断框内的条件是________．3．按如图所示的流程图运算，若输出k＝2，则输入x的取值范围是________．4．运行如图所示的程序，其输出结果是________．5．(重庆高考改编)执行如图所示的流程图，则输出的k 的值是________．二、解答题6．用循环结构写出计算11×3＋12×4＋13×5＋…＋1100×102的流程图．7.下列三图是为计算22＋42＋62＋…＋1002而绘制的算法流程图，根据流程图回答后面的问题：(1)其中正确的流程图有哪几个？错误的流程图有哪几个？错误的要指出错在哪里？(2)错误的流程图中，按该流程图所蕴含的算法，能执行到底吗？若能执行到底，最后输出的结果是什么？8．某高中男子田径队的50 m 赛跑成绩(单位：s)如下：6．3,6.6,7.1,6.8,7.1,7.4,6.9,7.4,7.5,7.6,7.8，6．4,6.5,6.4,6.5,6.7,7.0,6.9,6.4,7.1,7.0,7.2.设计一个算法，从这些成绩中搜索出成绩小于6.8 s 的队员，并画出流程图．答案1．解析：0＋1＋…＋9＝45.答案：452．解析：(1)S＝1＋3＋5＋…＋19＝100；(2)已知S＝1＋3＋5＋…＋n＝400，得n＝39.即I≤39(或I＜40或I＜41)．答案：(1)100(2)I≤39(或I＜40或I＜41)3．解析：第一次运行x＝2x＋1，k＝1，第二次运行x＝2(2x＋1)＋1，k＝2，此时输出x的值，则2x＋1≤115且2(2x＋1)＋1>115，解得28<x≤57.答案：(28,57]4．解析：由题意知，流程图功能为1×3×5×…×i≥10 000，∴i＝11，故输出的结果为i＝11＋2＝13.答案：135．解析：利用循环结构相关知识直接运算求解．k＝1，s＝1＋02＝1；k＝2，s＝1＋12＝2；k＝3，s＝2＋22＝6；k＝4，s＝6＋32＝15；k＝5，s ＝15＋42＝31＞15.故输出k＝5.答案：56．解：如图所示：7．解：(1)正确的流程图只有图③，图①有三处错误：第一处错误，第二个图框中i←42，应该是i←4，因为本流程图中的计数变量是i，不是i2，在22,42，…，1002中，指数都是2，而底数2,4,6,8，…，100是变化的，但前后两项的底数相差2，因此计数变量是顺加2.第二处错误，第三个图框中的内容错误，累加的是i2而不是i，故应改为p←p＋i2.第三处错误，第四个图框中的内容，其中的指令i←i＋1，应改为i←i＋2，原因是底数前后两项相差2.图②所示的流程图中有一处错误，即判断框中的内容错误，应将框内的内容“i＜100”改为“i≤100”或改为“i＞100”且判断框下面的流程线上标注的Y和N互换．(2)图①虽然能进行到底，但执行的结果不是所期望的结果，按照这个流程图最终输出的结果是p＝22＋42＋(42＋1)＋(42＋2)＋…＋(42＋84)．图②虽然能进行到底，但最终输出的结果不是预期的结果而是22＋42＋62＋…＋982，少了1002.8．解：此男子田径队有22人，要解决该问题必须先对运动员进行编号．设第i个运动员编号为N i，成绩为G i，设计的算法如下：S1i＝1.S2输入N i，G i.S3如果G i<6.8，则输出N i，G i，并执行S4；否则，直接执行S4.S4i＝i＋1.S5如果i≤22，则返回S2；否则，算法结束．该算法的程序框图如图所示．课下能力提升(四)赋值语句输入、输出语句一、填空题1．如图所示的伪代码a←2b←5c←a＋ba←c＋4Print a输出的结果是________．2．已知A(x1，y1)，B(x2，y2)是平面上的两点，试设计一个伪代码，输入A，B两点的坐标，输出其中点的坐标．现已给出伪代码的一部分．试在横线上填上适当的语句，把伪代码补充完整．3．下列算法的结果是________．a←2b←－5c←7a←b＋cb←c＋ac←a＋b＋cPrint a，b，c4．下面算法的功能是________________，输出的结果为________．A←1A←A＋2A←A＋3A←A＋4A←A＋5Print A5．读如下两个伪代码，完成下列题目．x←1x←2x x←3x Print x Read x y←x2＋6 Print y(Ⅰ)(Ⅱ) (1)Ⅰ输出的结果为________．(2)若Ⅰ、Ⅱ输出的结果相同，则伪代码Ⅱ输入的值为________．二、解答题6．把如图所示的伪代码用流程图表示出来． A ←20B ←15A ←A ＋BB ←A －B A ←ABC ←A ＋BPrint C7.已知函数f (x )＝－x 2＋4x －7.求f (3)、f (－5)及f (5)，并计算f (3)＋f (－5)＋f (5)．用赋值语句和输入、输出语句写出算法的伪代码，并画出相应的流程图．8．求用长度为c 的细铁丝分别围成一个正方形和圆时，所围成的正方形和圆的面积，试设计一个求正方形和圆的面积的算法，写出伪代码，并画出流程图．答案1．解析：a ＋b ＝7，此时c ＝7,7＋4＝11，故a ＝11.答案：112．解析：利用中点坐标公式求解．答案：①x ←x 1＋x 22 ②y ←y 1＋y 223．解析：由a ←2，b ←－5，c ←7知a ＝2，b ＝－5，c ＝7.又a ←b ＋c ，b ←c ＋a ，c ←a ＋b ＋c ，∴a ＝b ＋c ＝2，b ＝c ＋a ＝9，c ＝2＋9＋7＝18.答案：2 9 184．解析：按算法语句的顺序执行A 的值依次为1,3,6,10,15，因此此算法的功能是求1＋2＋3＋4＋5的值，结果为15.答案：计算1＋2＋3＋4＋5的值 155．解析：(1)输出的结果应为x＝2×3＝6. (2)由条件知x2＋6＝6，∴x＝0.应输入的x＝0. 答案：606．解：流程图如下：7．解：伪代码和相应的算法流程图如下：x ←3y1←－x2＋4x－7x←－5y2←－x2＋4x－7x←5y3←－x2＋4x－7y←y1＋y2＋y3Print y1，y2，y3，y8.解：流程图如图所示：伪代码：Read ca←c4r←c 2πS1←a2S2←πr2 Print S1，S2课下能力提升(五)条件语句一、填空题1．下面是一个算法的伪代码．如果输出的y的值是20，则输入的x的值是________．2．下面程序的运行结果是________．A←100B←90If A＜B ThenT←A A←B B←TElseA←A－BEnd IfPrint A3．求函数y＝|x－4|＋1的函数值，则横线处应为________．4．给出一个算法：Read xIf x≤0Thenf(x)←4xElsef(x)←2xEnd IfPrint f(x)根据以上算法，可求得f(－3)＋f(2)的值为________．5．下列伪代码运行结果是________．X←0If X＞0ThenX←X＋1ElseX←X－1End IfIf X＞0 ThenY←XElse If X＝0 ThenY←1ElseY←3－XEnd IfEnd IfPrint Y二、解答题6．已知算法：Read a，b，cm←aIf b>m Thenm←bEnd IfIf c>m Thenm←cEnd IfPrint m若输入10、12、8，求输出的结果．7.用算法语句表示下列过程，输入一个学生的成绩S，根据该成绩的不同值作以下输出：若S<60，则输出“不及格”；若60≤S≤90，则输出“及格”；若S>90，则输出“优秀”．8．某商场为迎接店庆举办促销活动，活动规定：购物额在100元及以内不予优惠；在100～300元之间(含300元)优惠货款的5%；超过300元之后，超过部分优惠8%，原优惠条件仍然有效．用伪代码写出根据输入购物额能输出应付货款的算法，并画出流程图．答案1．解析：由10x＝20，得x＝2.由2.5x＋5＝20，得x＝6.答案：2或62．解析：由题意可知：A＝100－90＝10.答案：103．解析：当x<4时，y＝4－x＋1＝5－x，故横线处应填y←5－x.答案：y←5－x4．解析：由题意知f(－3)＝－12，f(2)＝4，∴f(－3)＋f(2)＝－12＋4＝－8.答案：－85．解析：当X＝0时，将X－1的值赋给X，此时X为－1，当X＝－1时，将3－X的值赋给Y，则Y＝3－(－1)＝4.答案：46．解：∵12>10，∴m＝12，又8>12不成立．∴输出m为12.7．解：伪代码如下：y 元，由题意得y ＝⎩⎪⎨⎪⎧ x ， x ≤100，0.95x ， 100<x ≤300，285＋(x －300)×0.92， x >300伪代码如下：课下能力提升(六)循环语句一、填空题1．如图是一算法的伪代码，执行此算法，最后输出的n的值为______．n←6s←0While s＜15s←s＋nn←n－1End WhilePrint n2．以下伪代码运行结果t＝________.a←1b←1While b＜5c←a＋ba←bb←cEnd WhilePrint b4．如果下列伪代码运行后输出的结果是720，则在横线处应填入的正整数为________．I共循环________次．S←0I←1While S＜60S←S＋II←I＋1End While二、解答题6．写出下列伪代码执行的结果．a←2i←1While i≤6a←a＋1Print i，ai←i＋1End While7．试确定S＝1＋4＋7＋10＋…中加到第几项时S≥300？写出伪代码．8．给出某班50名学生的数学测试成绩，60分及60分以上的为及格，要求统计及格人数、及格人数的平均分、全班同学的平均分，画出流程图，并写出伪代码．答案1．解析：s＝6，n＝5；s＝11，n＝4；s＝15，n＝3，退出循环，此时n＝3.答案：32．解析：由条件i From 2 To 5知共循环4次．第一次循环t←1×2＝2，第二次循环t←2×3＝6，第三次循环t←6×4＝24，第四次循环t←24×5＝120.故运行结果为120.答案：1203．解析：第一步：c＝2，a＝1，b＝2；第二步：c＝3，a＝2，b＝3；第三步：c＝5，a＝3，b＝5.答案：54．解析：依题意需计算10×9×8，该循环体共执行了三次，当完成S←S×8后应结束循环，因此在横线处应填8.答案：85．解析：由题意知该程序的作用是判断S＝1＋2＋3＋…＋n≥60的最小整数n.∵1＋2＋3＋…＋10＝55＜601＋2＋3＋…＋11＝66＞60.故可知该程序循环了11次．答案：116．解：算法中用到了While循环语句，从a←2，i←1开始，第一次循环求2＋1，并输出1,3；第二次求3＋1，并输出2,4；第三次求4＋1，并输出3,5，…；第六次求7＋1，并输出6,8.即输出结果为1,32,43,54,65,76,87．解：伪代码一：伪代码二：S←0n←1i←1While S＜300 S←S＋nn←n＋3i←i＋1End While Print i－1S←0n←1i←1DoS←S＋nn←n＋3i←i＋1 Until S≥300 End Do Print i－18．解：流程图如下伪代码：M←0i←1S←0T←0DoRead xIf x≥60Then S←S＋xM←M＋1End IfT←T＋xi←i＋1Until i＞50End DoP←S/MT←T/50Print M，P，T课下能力提升(七)算法案例一、填空题1．用辗转相除法求294和84的最大公约数时，需要做除法的次数是________．2．下列伪代码运行的一个结果是________．________．4．84和32的最小公倍数是________．5．下列伪代码的运行结果是________．a←120b←252While a≠bIf a＞ba←a－bElseb←b－aEnd IfEnd WhilePrint a二、解答题6．已知如图所示的流程图(其中的m、n为正整数)：(1)这个算法的功能是什么？(2)当m ＝286，n ＝91时，运行的结果是什么？7．试写出用二分法求方程x 3＋x 2－1＝0在[0,1]上的近似解的伪代码(精确度为0.01)．8．有一堆围棋子，5个5个地数余2,7个7个地数余3,9个9个地数余4，请画出求这堆围棋子共有多少个的流程图，并写出伪代码．答案1．解析：294＝84×3＋42,84＝42×2，故需要做2次．答案：22．解析：此伪代码的功能是求⎩⎪⎨⎪⎧ m ＝4x ＋2，m ＝5x ＋3，m ＝7x ＋3的最小正整数∴m ＝38.答案： 383．解析：由86>68得a ＝18，b ＝68，由68>18得b ＝50，a ＝18；由50>18得b ＝32，a ＝18；由32>18得b ＝14，a ＝18；由18>14得a ＝4，b ＝14；由14>4得b ＝10，a ＝4；由10>4得b ＝6，a ＝4；由6>4得b ＝2，a ＝4；由4>2得a ＝2，b ＝2.满足a ＝b ，输出2.答案：24．解析：先求84和32的最大公约数．84＝32×2＋2032＝20＋1220＝12＋812＝8＋48＝4×2.故84和32的最大公约数是4.所以84和32的最小公倍数为84×32÷4＝672.答案：6725．解析：此伪代码的功能是求两个正整数的最大公约数．a，b的值依次是：(120,252)→(120,132)→(120,12)→(108,12)→(96,12)→(84,12)→(72,12)→(60,12)→(48,12)→(36,12)→( 24,12)→(12,12)，∴输出12.答案：126．解：(1)这个算法的功能是用辗转相除法求两个正整数的最大公约数．(2)∵286＝91×3＋13,91＝13×7，∴286与91的最大公约数是13.故运行结果为13.7．解：伪代码如下：伪代码：课下能力提升(八) 简单随机抽样一、填空题1．为了了解某校高一学生的期末考试情况，要从该年级700名学生中抽取120名学生进行数据分析，则在这次考查中，考查总体数为________，样本容量是________．2．一个总体共有30个个体，用简单随机抽样的方法从中抽取一个容量为7的样本，则某个特定个体入样的可能性是________．3．下列抽样中：①从无限多个个体中抽取100个个体作为样本；②盒子里有80个零件，从中选出5个零件进行质量检验，在抽样时，从中任意拿出一个零件进行质量检验后，再把它放回盒子里；③从8台电脑中不放回地随机抽取2台进行质量检验(假设8台电脑已编好号，对编号随机抽取)．其中属于简单随机抽样的是________．4．某工厂共有n 名工人，为了调查工人的健康情况，从中随机抽取20名工人作为调查对象，若每位工人被抽到的可能性为15，则n ＝________. 5．某工厂的质检人员对生产的100件产品，采用随机数表法抽取10件检查，对100件产品采用下面编号方法：①01,02，03，…，100；②001,002,003，…100；③00,01,02，…，99.其中最恰当的序号是________．二、解答题6．要从3 000辆汽车中随机抽取3辆进行测试，请选择合适的抽样方法，并写出抽样过程．7．某师范大学为支援西部教育事业发展，计划从应届毕业生中选出一批志愿者．现从符合报名条件的18名志愿者中，选取6人组成志愿小组，请用抽签法设计抽样方案．8．说出下列抽取样本时运用了哪种抽样方法？并说明原因．设一个总体中的个体数N ＝345，要抽取一个容量为n ＝15的样本，现采用如下方法：从随机数表中任意选取三列构成三位数字号码，从中依次取出不同的三位数字号码，当数在001～345之间时，该号码抽入样本；当数在401～745之间时，则该数减去400的号码抽入样本中，其余的000,346～400,746～999的号码都不要；当某号码已抽入样本中，而再次遇到该号码被抽入样本时，只算一次．答案1．700 1202．解析：每个个体被抽取的可能性为730.答案：7303．解析：根据总体的个数有限，可知①不是简单随机抽样；根据抽样是不放回地逐个抽取可知②不是简单随机抽样；只有③是简单随机抽样．答案：③4．解析：∵简单随机抽样为机会均等的抽样， ∴20n ＝15，即n ＝100. 答案：1005．解析：只有编号时数字位数相同，才能达到随机等可能抽样．否则的话，由①是先选二位数字呢？还是先选三位数字呢？那就破坏了随机抽样．②③的编号位数相同，可以采用随机数表法，但②中号码是三位数，读数费时，③省时．答案：③6．解：本题中总体容量较大，样本的容量较小，故可选用随机数表法来抽取含3个个体的样本，其抽样过程如下：第一步，将3 000辆汽车进行编号，号码是0 001，0 002，0 003，……，3 000. 第二步，在随机数表中任选一个数作为开始，如选第5行第11列的数3.第三步，从选定的数3开始向右读，依次得满足条件的号码为2 231，0 990,0 618. 第四步，把编号为2 231,990,618的汽车取出，即得到一个容量为3的样本． 7．解：第一步，将18名志愿者编号，号码为1,2,3， (18)第二步，将号码分别写在18张大小、形状都相同的纸条上，揉成团，制成号签．第三步，将制好的号签放入一个不透明的袋子中，并搅拌均匀．第四步，从袋子中依次抽取6个号签，并记录上面的编号．第五步，所得号码对应的志愿者就是志愿小组的成员．8．解：运用了简单随机抽样中的随机数表法．简单随机抽样的要求是给个体编号，逐个不放回抽取，操作的个体数量不宜太多，每个个体被抽取的机会均等，只有符合这些特点才是简单随机抽样．本题虽然取数时，设计了特别的规则，但是从随机数表中任意取数符合简单随机抽样的每个特点，所以本题运用了简单随机抽样法中的随机数表法．阶段质量检测(一) 算法初步[考试时间：90分钟试卷总分：120分]一、填空题(本大题共14小题，每小题5分，共70分) 1．如图表示的算法结构是________结构．2．语句A ←5，B ←6，A ←B ＋A ，逐一执行后，A 、B 的值分别为________． 3．对任意非零实数a 、b ，若a ⊗b 的运算原理如图所示，则lg 1 000⊗(12)－2＝________.4．如图是一个算法的流程图，最后输出的W ＝________.5．下面的伪代码运行后的输出结果是________． a ←1b ←2c←3a ←b b ←c c ←aPrint a ，b ，c6.一个伪代码如图所示，输出的结果是________．S ←1For I From 1 to 10 S ←S ＋3×I End For Print S7．下面的伪代码输出的结果是________． i ←1s ←1While i ≤4 s ←s ×i i ←i ＋1End While Print s8．459与357的最大公约数是________．9．下列算法，当输入数值26时，输出结果是________． Read xIf 9＜x ＜100 Then a ← x \10 b ← Mod(x,10) x ←10b ＋a Print x End If10．(广东高考)执行如图所示的程序框图，若输入n 的值为4，则输出s 的值为________．(10题图) (11题图)11．如图所示的流程图输出的结果为________．12．执行如图所示的程序框图，如果输出s ＝3，那么判断框内应填入的条件是________．13.下列伪代码运行后输出的结果为________． a ←0j ←1While j ≤5a ←mod (a ＋j ，5) j ←j ＋1End While Print a14．执行如图所示的流程图，若输出的结果是8，则判断框内m 的取值范围是________．二、解答题(本大题共4小题，共50分)15．(本小题满分12分)写出求最小的奇数I ，使1×3×5×7×…×I >2 012的伪代码．16．(本小题满分12分)高中毕业会考等级规定：成绩在85～100为“A”，70～84为“B”，60～69为“C”，60分以下为“D”．试编制伪代码算法，输入50名学生的考试成绩(百分制，且均为整数)，输出其相应的等级．17．(本小题满分12分)下面是计算应纳个人所得税的算法过程，其算法如下： S1 输入工资x (x ≤8 000)； S2 如果x ≤3 500，那么y ＝0；如果3 500<x ≤5 000，那么y ＝0.03(x －3 500)；否则y ＝45＋0.1(x －5 000) S3 输出税款y ，结束．请写出该算法的伪代码及流程图．18．(本小题满分14分)某城市现有人口总数为100万人，如果年自然增长率为1.2%，试解答下列问题：(1)写出该城市人口数y (万人)与年份x (年)的函数关系式； (2)用伪代码表示计算10年以后该城市人口总数的算法；(3)用流程图表示计算大约多少年以后该城市人口将达到120万人的算法．答案1．解析：由流程图知为顺序结构．答案：顺序2．解析：∵A ＝5，B ＝6，∴A ＝6＋5＝11，B ＝6. 答案：11、63．解析：令a ＝lg 1 000＝3，b ＝(12)－2＝4，∴a <b ，故输出b －1a ＝4－13＝1.答案：14．解析：第一次循环后知S ＝1.第二次循环后知T ＝3，S ＝9－1＝8.第三次循环后知T ＝5，S ＝25－8＝17.所以输出W ＝17＋5＝22.答案：225．解析：第4行开始交换，a ＝2，b ＝3，c 为赋值后的a ，∴c ＝2. 答案： 2,3,26．解析：由伪代码可知S ＝1＋3×1＋3×2＋…＋3×10＝1＋3×(1＋2＋…＋10)＝166. 答案：1667．解析：由算法语句知s ＝1×1×2×3×4＝24.答案：248．解析：459＝357×1＋102,357＝102×3＋51,102＝51×2，所以459与357的最大公约数是51.答案：519．解析：这是一个由条件语句为主体的一个算法，注意算法语言的识别与理解．此算法的目的是交换十位、个位数字得到一个新的二位数．(x\10是取x除以10的商的整数部分)．答案：6210．解析：本题第1次循环：s＝1＋(1－1)＝1，i＝1＋1＝2；第2次循环：s＝1＋(2－1)＝2，i＝2＋1＝3；第3次循环：s＝2＋(3－1)＝4，i＝3＋1＝4；第4次循环：s＝4＋(4－1)＝7，i＝4＋1＝5.循环终止，输出s的值为7.答案：711．解析：由题意知，输出的b为24＝16.答案：1612．解析：依据循环结构运算并结合输出结果确定条件．k＝2，s＝1，s＝1×log23＝log23，k＝3，s＝log23·log34＝log24，k＝4，s＝log24·log45＝log25，k＝5，s＝log25·log56＝log26，k＝6，s＝log26·log67＝log27，k＝7，s＝log27·log78＝log28＝3.停止，说明判断框内应填k≤7或k＜8.答案：k≤7(或k＜8)13．解析：第一步：a＝mod(1,5)＝1，j＝2；第二步：a＝mod(1＋2,5)＝3，j＝3；第三步：a ＝mod(3＋3,5)＝1，j＝4；第四步：a＝mod(1＋4,5)＝0，j＝5；a＝mod(0＋5,5)＝0，j＝6，此时输出，∴a＝0.答案：014．解析：由题知，k＝1，S＝0，第一次循环，S＝2，k＝2；第二次循环，S＝2＋2×2＝6，k ＝3；……；第六次循环，S＝30＋2×6＝42，k＝6＋1＝7；第七次循环，S＝42＋2×7＝56，k＝7＋1＝8，此时应输出k的值，从而易知m的取值范围是(42,56]．答案：(42,56]15．解：t←1I←1While t≤2 012t←t×II←I＋2End WhilePrint I－216．解：伪代码如图：While I ≤50Read a I (学生成绩)If a I ＜60 Then Print “D ”Else If a I ＜70 Then Print “C ”Else If a I ＜85 Then Print “B ”ElsePrint “A ”End If I ←I ＋1EndWhile17．解：伪代码：18．解：(1)y ＝100×1.012x (2)伪代码如下：I←1.012For x From 1 To 10 S←S×IEnd ForPrintS(3)即求满足100×1.012x≥120的最小正整数x，其算法流程图如图．课下能力提升(九) 系统抽样一、填空题1．若总体中含有1 645个个体，现在要采用系统抽样，从中抽取一个容量为35的样本，编号后应均分为______段，每段有________个个体．2．从2 013个编号中抽取20个号码入样，采用系统抽样的方法，则抽样的分段间隔为________． 3．一个总体中有100个个体，随机编号为0,1,2，…，99，依编号顺序平均分成10个小组，组号依次为1,2,3，…，10.现用系统抽样方法抽取一个容量为10的样本，规定如果在第1组随机抽取的号码为m ，那么在第k 小组中抽取的号码个位数字与m ＋k 的个位数字相同，若m ＝6，则在第7组中抽取的号码是________．4．某企业利用系统抽样的方法抽取一个容量为60的样本，若每一个职工入样的可能性为0.2，则该企业的职工人数为________．5．某班级有50名学生，现要采取系统抽样的方法在这50名学生中抽出10名学生，将这50名学生随机编号1～50号，并分组，第一组1～5号，第二组6～10号，……，第十组46～50号，若在第三组中抽得号码为12的学生，则在第八组中抽得号码为________的学生．二、解答题6．为了调查某路口一个月的车流量情况，交警采用系统抽样的方法，样本距为7，从每周中随机抽取一天，他正好抽取的是星期日，经过调查后做出报告．你认为交警这样的抽样方法有什么问题？应当怎样改进？如果是调查一年的车流量情况呢？7．下面给出某村委会调查本村各户收入情况所作的抽样过程，阅读并回答问题．本村人口：1 200人，户数：300，每户平均人口数4人；应抽户数：30户；抽样间隔：1 20030＝40；确定随机数字：取一张人民币，编码的后两位数为12；确定第一样本户：编码为12的户为第一样本户；确定第二样本户：12＋40＝52，编号为52的户为第二样本户； ……(1)该村委会采用了何种抽样方法？ (2)说明抽样过程中存在哪些问题，并修改． (3)抽样过程中何处应用了简单随机抽样？8．一个总体中有1 000个个体，随机编号为0,1,2,3，…，999，以编号顺序将其平均分成10个小组，组号依次为0,1,2,3，…，9，要用系统抽样方法抽取一容量为10的样本，规定：如果在第0小组中随机抽取的号码为x ，那么依次错位地得到后面各组中的号码，即第k 小组中抽取的号码的后两位数字与x ＋33k 的后两位数字相同．(1)当x ＝24时，写出所抽取样本的10个号码；(2)若所抽取样本的10个号码中有一个号码的后两位数字是87，求x 的取值范围．答案1．解析：因为1 64535＝47，故采用系统抽样法时，编号后分成35段，每段47个个体．答案：35 472．解析：先从2 013个个体中剔除13个，则分段间隔为2 00020＝100.答案：1003．解析：第7组中号码的十位数字为6.又m ＋k ＝6＋7＝13，由规定知抽取号码的个位数字为3，所以抽取号码为63.答案：634．解析：系统抽样中，每个个体被抽到是等可能的，设该企业职工人数为n ，则60n ＝0.2，故n＝300.答案：3005．解析：∵组距为5，∴(8－3)×5＋12＝37. 答案：376．解：交警所统计的数据以及由此所推断出来的结论，只能代表星期日的交通流量．由于星期日是休息时间，很多人不上班，不能代表其他几天的情况．改进方法可以将所要调查的时间段的每一天先随机地编号，再用系统抽样方法来抽样，或者使用简单随机抽样来抽样亦可．如果是调查一年的交通流量，使用简单随机抽样法显然已不合适，比较简单可行的方法是把样本距改为8.7．解：(1)系统抽样．。

2018版高中数学苏教版必修三学案：2.4线性回归方程

［学习目标］1•理解两个变量的相关关系的概念2会作散点图，并利用散点图判断两个变量之间是否具有线性相关关系.3•会求线性回归方程.自主学习知识点一变量间的相关关系1•变量之间常见的关系函数关系变量之间的关系可以用函数表示相关关系变量之间有一定的联系，但不能完全用函数表示2.类别区别联系函数关系①函数关系中两个变量间是一种确定性关系；②函数是一种因果关系，有这样的因，必有这样的果.例如，圆的半径由1增大为2,其面积必然由n增大到4 n①在一定的条件下可以相互转化，对于具有线性相关关系的两个变量来说，当求得其线性回归方程后，可以用一种确定性的关系对这两个变量间的取值进行评估；②相关关系在现实生活中大量存在，从某种意义上讲，函数关系是一种理想的关系模型，而相关关系是一种更为一般的情况相关关系①相关关系是一种非确定性关系.例如，吸烟与患肺癌之间的关系，两者之间虽然没有确定的函数关系，但吸烟多的人患肺癌的风险会大幅增加，两者之间即是一种非确定性的关系；②相关关系不一定是因果关系，也可能是伴随关系知识点二求线性回归方程§2.4线性回归方程1回归直线如果散点图中点的分布从整体上看大致在一条直线附近,关系，这条直线叫做回归直线.们用这些差量的平方和即 Q =卯—a — bx 『作为总差量，回归直线就是所有直线中Q 取最就称这两个变量之间具有线性相关2.线性回归方程与最小二乘法A我们用y i — y i 来刻画实际观察值直线就越贴近已知点•我们希望直线是最贴近已知点的.由于把 A Ay i (i = 1,2,…，n)与y i 的偏离程度，y — y i 越小，偏离越小，Ay i — y i 的n 个差构成的总的差量越小越好，这才说明所找的Ay i — y i 这个差量作和会使差量中的正负值相互抵消，因此我小值的那一条.所以这种使“差量平方和最小”的方法叫做最小二乘法.用最小二乘法求线性回归方程中的 a , b 有下面的公式:n __i 驴 i -孑叶 v )i=i x i y i — nx b = 2i 卑—x 2n _vx2— n721 n _______ I n其中 x = 1' x , y = n 、y i .n i = 1n i = 1这样，线性回归方程的斜率为Ab ,截距为a ，即线性回归方程为y = bx + a.［思考］任何一组数据都可以由最小二乘法得出线性回归方程吗?答用最小二乘法求线性回归方程的前提是先判断所给数据具有线性相关关系 (可利用散点图来判断)，否则求出的线性回归方程是无意义的.弓題型探究車点突破题型一变量间相关关系的判断例1在下列两个变量的关系中，哪些是相关关系? ① 正方形边长与面积之间的关系； ② 作文水平与课外阅读量之间的关系； ③ 人的身高与年龄之间的关系；④ 降雪量与交通事故的发生率之间的关系.解两变量之间的关系有两种：函数关系与带有随机性的相关关系. ①正方形的边长与面积之间的关系是函数关系.②作文水平与课外阅读量之间的关系不是严格的函数关系，但是具有相关性，因而是相关关系.③人的身高与年龄之间的关系既不是函数关系，也不是相关关系，因为人的年龄达到一定时期身高就不发生明显变化了，因而他们不具备相关关系. ④降雪量与交通事故的发生率之间具有相关关系.综上，②④中的两个变量具有相关关系.反思与感悟函数关系是一种确定的关系，而相关关系是非随机变量与随机变量的关系•函数关系是一种因果关系，而相关关系不一定是因果关系，也可能是伴随关系.跟踪训练1下列两个变量间的关系不是函数关系的是___________________ .①正方体的棱长与体积；②角的度数与它的正弦值；③单产为常数时，土地面积与粮食总产量；④日照时间与水稻的单位产量.答案④解析函数关系与相关关系都是指两个变量之间的关系，但是这两种关系是不同的，函数关系是指当自变量一定时，函数值是确定的，是一种确定性的关系•因为①V = a3,②y =sin a,③y= ax(a> 0，且a为常数)，所以这三项均是函数关系. ④是相关关系.题型二散点图例2 5名学生的数学和物理成绩(单位：分)如下：判断它们是否具有线性相关关系.解以x轴表示数学成绩，y轴表示物理成绩，得相应的散点图如图所示.」W分7() - *• •60- *5(160 70 S) ~由散点图可知，各点分布在一条直线附近，故两者之间具有线性相关关系.反思与感悟1•判断两个变量x和y间是否具有线性相关关系，常用的简便方法就是绘制散点图，如果图上发现点的分布从整体上看大致在一条直线附近，那么这两个变量就是线性相关的，注意不要受个别点的位置的影响.2•画散点图时应注意合理选择单位长度，避免图形过大或偏小，或者是点的坐标在坐标系中画不准，使图形失真，导致得出错误结论.跟踪训练2某公司利润y(单位：千万元)与销售总额x(单位：千万元)之间有如表对应数据:x io151720252832y i 1.3 1.82 2.6 2.7 3.3(1) 画出散点图；⑵判断y与x是否具有线性相关关系.解⑴散点图如下：O5 1(» 15沁25加工(2) 由图知，所有数据点接近直线排列，因此，认为y与x有线性相关关系.题型三求线性回归方程例3某种产品的广告费支出x(单位：百万元)与销售额y(单位：百万元)之间有如下对应数据：x24568y3040605070(1) 画出散点图；(2) 求线性回归方程.解⑴散点图如图所示.1 2 I 7 «塚万元(2)列出下表，并用科学计算器进行有关计算i 1 2 3 4 5 X i 2 4 5 6 8 y i 30 40 60 50 70 X i y i 60 160 300 300 560 2 X i41625366455--- ----------------- 2x = 5, y = 50,送X i = 145,送X i y i = 1380i = 1i = 15__' x i y i — 5 x y=1380— 5 X 5X 50 于是可得， b == 2~ = 6.5,5 2 —2145 — 5X 5X i — 5 xi_ 1a = y —b x = 50 — 6.5 X 5= 17.5.A于是所求的线性回归方程是 y = 6.5x + 17.5.反思与感悟1.求线性回归方程的步骤(1) 列表 X i , y i , X i y i .n n n(2) 计算 x , y ,二"x f , 二:y f , X x i y i . i = 1 i = 1 i = 1(3) 代入公式计算b , a 的值.A(4) 写出线性回归方程y = a + bx. 2•求线性回归方程的适用条件跟踪训练3如图是我国2008年至2014年生活垃圾无害化处理量(单位：亿吨)的折线图:年份代码JL J lr L “IT一押謎自已学氓蚩站茫注：年份代码分别对应年份2008〜2014数学思想数形结合思想的应用（1）由折线图看出，可用线性回归模型拟合 y 与t 的关系，请用相关系数加以说明; （2）建立y 关于t 的回归方程（系数精确到0.01），预测2016年我国生活垃圾无害化处理量.7 7附注：参考数据：刀 y i = 9.32,1= t i y i = 40.17 ,i = vi = 1 J=(y i — y )2= 0.55,7~ 2.646.n—— =(t i — t)( y i — y )参考公式：相关系数r = i =1— n—(t — t)2E (y i -y)回归方程y = a +bt 中斜率和截距的最n— —A 着（t i— t）（ y i — y ）小二乘估计公式分别为： b = iA A a = y — bt.解（1）由折线图中数据和附注中参考数据得t = 4, i =1 (t i — t )2= 28,i =1(y — y ) 2= 0.55,7 ——7 — 7刀(t i — t )(y i — y) = E t i y i — t 刀 y i = 40.17— 4X 9.32= 2.89,~ 0.99.i = 1 '=1 yi = H'0.55 X 2 X 2.6462.89因为y 与t 的相关系数近似为 0.99,说明y 与t 的线性相关程度相当高，从而可以用线性回归模型拟合y 与t 的关系.7 — — 刀(t i — t ) ( y i — y )— 9 32 A i =1、i 丿 \yiy 丿 2 89 A — A — ⑵由 y =〒〜1.331 及(1)得 b =7=贡 ~ 0.103.a = y — bt 〜1.331 —刀(t i — 1) 2 i = 1' I/0.103X 4〜0.92.所以y 关于t 的回归方程为y = 0.92 + 0.10t.将2016年对应的t = 9代入回归方程得 A = 0.92 + 0.10 X 9= 1.82. 所以预测2016年我国生活垃圾无害化处理量将约为1.82亿吨.例4以下是在某地搜集到的不同楼盘房屋的销售价格y（单位：万元）和房屋面积x（单位: 2m ）的数据：房屋面积x 115 110 80 135 105 销售价格y49.643.238.858.444判断房屋的销售价格和房屋面积之间是否具有线性相关关系. 如果有线性相关关系，是正相关还是负相关？分析作出散点图，禾U 用散点图进行判断.解数据对应的散点图如图所示.通过以上数据对应的散点图可以判断，房屋的销售价格和房屋面积之间具有线性相关关系，且是正相关.解后反思判断两个变量x 和y 是否具有线性相关关系，常用的简便方法就是绘制散点图. 如果发现点的分布从整体上看大致在一条直线附近，那么这两个变量就具有线性相关关系. 注意不要受个别点的位置的影响.芦当堂检测1有下列关系：① 人的年龄与其拥有的财富之间的关系； ② 曲线上点与该点的坐标之间的关系； ③ 苹果的产量与气候之间的关系；④ 森林中的同一树木，其横截面直径与高度之间的关系； ⑤ 学生与其学号之间的关系.其中具有相关关系的是 ___________ • 答案①③④解析②⑤为确定关系不是相关关系.2 •下面四个散点图中点的分布状态，直观上判断两个变量之间具有线性相关关系的是自查自纠110 I3fl 150 j/m 2答案③解析散点图①中的点无规律的分布，范围很广，表明两个变量之间的相关程度很小；②中所有的点都在同一条直线上，是函数关系；③中点的分布在一条带状区域上，即点分布在一条直线的附近，是线性相关关系；④中的点也分布在一条带状区域内，但不是线性的，而是一条曲线附近，所以不是线性相关关系，故填③•3 •根据如下样本数据x345678y 4.0 2.5—0.50.5—2.0—3.0得到的回归方程为y= bx+ a，则下列判断正确的是_______________①a>0, b>0;②a>0, b<0:③ a<0, b>0:④ a<0, b<0. 答案②解析作出散点图如下：由图可以判断b v 0, a>0.4. 设某大学的女生体重y(单位：kg)与身高x(单位：cm)具有线性相关关系，根据一组样本A数据(X i, y i)(i = 1,2,…，n)，用最小二乘法建立的线性回归方程为y= 0.85x—85.71，则下列结论中不正确的是___________ .①y与x具有正的线性相关关系；②回归直线过样本点的中心(x , y)；③若该大学某女生身高增加1cm，则其体重约增加0.85kg ；④若该大学某女生身高为170cm，则可断定其体重必为58.79kg.答案④A解析当x= 170 时，y= 0.85X 170 —85.71= 58.79,体重的估计值为58.79kg.A5. 正常情况下，年龄在18岁到38岁的人，体重y(kg)对身高x(cm)的线性回归方程为y= 0.72x—58.2，张明同学(20岁)身高178cm，他的体重应该在______________ kg左右.答案69.96解析用线性回归方程对身高为178cm的人的体重进行预测，当x= 178时，y= 0.72 X 178—58.2 = 69.96(kg).「课堂A结--------------------------------- 11•判断变量之间有无相关关系，简便可行的方法就是绘制散点图•根据散点图，可看出两个变量是否具有相关关系，是否线性相关，是正相关还是负相关.2•求线性回归方程时应注意的问题(1) 知道x与y呈线性相关关系，无需进行相关性检验，否则应首先进行相关性检验.如果两个变量之间本身不具有相关关系，或者说，它们之间的相关关系不显著，即使求出回归方程也是毫无意义的，而且用其估计和预测的量也是不可信的.(2) 用公式计算a、b的值时，要先算出b,然后才能算出a.A3•利用线性回归方程，我们可以进行估计和预测•若线性回归方程为y= bx+ a,贝V x = x o A处的估计值为y o= bx o + a.。

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