
本章所學(xué)習(xí)的統(tǒng)計(jì)方面的相關(guān)內(nèi)容有:
一、成對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性;
二、一元線性回歸模型;
三、 列聯(lián)表.
一、成對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性
一般地,如果收集到了變量 和變量 的 對(duì)數(shù)據(jù)(簡(jiǎn)稱為成對(duì)數(shù)據(jù)),如下表所示.
則在平面直角坐標(biāo)系 中描出點(diǎn) ,就可以得到這 對(duì)數(shù)據(jù)的散點(diǎn)圖.
此時(shí),如果一個(gè)變量增大,另一個(gè)變量大體上也增大,則稱這兩個(gè)變量正相關(guān);
如果一個(gè)變量增大,另一個(gè)變量大體上減少,則稱這兩個(gè)變量負(fù)相關(guān).
相關(guān)系數(shù):現(xiàn)實(shí)生活中的數(shù)據(jù),由于度量對(duì)象和單位的不同等,數(shù)值會(huì)有大有小,為了去除這些因素的影響,統(tǒng)計(jì)學(xué)里一般用
來(lái)衡量 與 的線性相關(guān)性強(qiáng)弱,稱為相關(guān)系數(shù).
回歸直線方程:一般地,已知變量 與 的 對(duì)成對(duì)數(shù)據(jù) .任意給定一個(gè)一次函數(shù) ,對(duì)每一個(gè)已知的 ,由直線方程可以得到一個(gè)估計(jì)值
如果一次函數(shù) 能使殘差平方和即
取得最小值,則 稱為 關(guān)于 的回歸直線方程(對(duì)應(yīng)的直線稱為回歸直線).
因?yàn)槭鞘沟闷椒胶妥钚?,所以其中涉及的方法稱為最小二乘法.
可以證明,給定兩個(gè)變量 與 的一組數(shù)據(jù)之后,回歸直線
其中, 稱為回歸系數(shù),也是回歸直線方程的斜率.
利用線性回歸分析方法解決實(shí)際問題的基本步驟是:
第一步,利用數(shù)據(jù)表格或散點(diǎn)圖等不同的方法,直觀判斷兩個(gè)變量 與 之間是否具有線性相關(guān)關(guān)系;
利用線性回歸分析習(xí)方法解決實(shí)際問題的基本步驟是:
第三步,根據(jù)公式求出 關(guān)于 的回歸直線方程;
第四步,依據(jù)回歸直線做出統(tǒng)計(jì)推斷或結(jié)果解釋.
列聯(lián)表:
由此可得卡方的計(jì)算公式為:
(3)與顯著性水平對(duì)應(yīng)的分位數(shù)比較;
例 某電視臺(tái)在一次對(duì)收看文藝節(jié)目和新聞節(jié)目觀眾的抽樣調(diào)查中,隨機(jī)抽取了100名電視觀眾,相關(guān)的數(shù)據(jù)如下表所示:
(1)由表中數(shù)據(jù)分析,是否有95%的把握認(rèn)為收看新聞節(jié)目的觀眾與年齡有關(guān)?
所以有95%的把握認(rèn)為收看新聞節(jié)目的觀眾與年齡有關(guān).
(2)用分層抽樣的方法在收看新聞節(jié)目的觀眾中隨機(jī)抽取5名,大于40歲的觀眾應(yīng)該抽取幾名?
解:在收看新聞節(jié)目的觀眾中隨機(jī)抽取5名,大于40歲的觀眾應(yīng)該抽取
(3)在上述抽取的5名觀眾中任取2名,求恰有1名觀眾的年齡為20到40歲的概率.
解:由(2)得,5名觀眾中,有3名大于40歲的觀眾,有2名年齡為20到40歲的觀眾.設(shè)事件A為恰有1名觀眾的年齡為20到40歲.則
所以恰有1名觀眾的年齡為20到40歲的概率為
例 已知 與 之間的幾組數(shù)據(jù)如下表所示.
假設(shè)根據(jù)上表數(shù)據(jù)所得線性回歸直線方程為 ,若某同學(xué)根據(jù)上表中的前兩組數(shù)據(jù),求得一次函數(shù)表達(dá)式為 .判斷 與 的相對(duì)大小,以及 與 的相對(duì)大小.
又因?yàn)橐淮魏瘮?shù)過點(diǎn)(1,0)和(2,2),可得
例 某地近十年糧食需求量逐年上升,下表是部分統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù).
(1)利用所給數(shù)據(jù)求年需求量與年份之間的回歸方程;
(2)利用(1)中所求出的線性回歸方程預(yù)測(cè)該地2022年的糧食需求量.
解:根據(jù)所給的表格可知,用年份減去2016,得到-4,-2,0,2,4,
需求量都減去257,得到-21,-11,0,19,29,這樣對(duì)應(yīng)的年份和需求量之間是一個(gè)線性關(guān)系.
解:當(dāng)
所以預(yù)測(cè)該地2022年的糧食需求量是299.2萬(wàn)噸.
例 某高校共有15000人,其中男生10500人,女生4500人,為調(diào)查該校學(xué)生每周平均體育運(yùn)動(dòng)時(shí)間的情況,采用分層抽樣的方法,收集300位學(xué)生每周平均運(yùn)動(dòng)時(shí)間的樣本數(shù)據(jù)(單位:h).
(1)應(yīng)收集多少位女生樣本數(shù)據(jù)?
(2)根據(jù)這300個(gè)樣本數(shù)據(jù),得到學(xué)生每周平均體育運(yùn)動(dòng)時(shí)間的頻率分布直方圖如圖所示.其中樣本數(shù)據(jù)分組區(qū)間為:[0,2],(2,4],(4,6],(6,8],(8,10],(10,12].估計(jì)該校學(xué)生每周平均體育運(yùn)動(dòng)時(shí)間超過4h的概率.
解:該校學(xué)生每周平均體育運(yùn)動(dòng)時(shí)間超過4h的概率為
解:由(2)得,該校學(xué)生每周平均體育運(yùn)動(dòng)時(shí)間超過4h的人數(shù)為:
所以該校有60名女生每周平均體育運(yùn)動(dòng)時(shí)間超過4h,有165名男生每周平均體育運(yùn)動(dòng)時(shí)間超過4h.
所以有95%的把握認(rèn)為該校學(xué)生的每周平均體育運(yùn)動(dòng)時(shí)間與性別有關(guān).
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