题目
学生的学习除了在课堂上认真听讲,还有一个重要环节就是课后的“自主学习”,包括预习,复习,归纳整理等等,现在人们普遍认为课后花的时间越多越好,某研究机构抽查了部分高中学生,对学生花在课后的学习时间(设为x分钟)和他们的数学平均成绩(设为y)做出了以下统计数据,请根据表格回答问题: x 60 70 80 90 100 110 120 130 y 92 109 114 120 119 121 121 122 (1)请根据所给数据绘制散点图,并且从以下三个函数从①y=bx+a;②y=m⋅xk(m>0,k>0):③y=cx2+dx+e三个函数中选择一个作为学习时间x和平均y的回归类型,判断哪个类型更加符合,不必说明理由;(2)根据(1)中选择的回归类型,求出y与x的回归方程;(3)请根据此回归方程,阐述你对学习时长和成绩之间关系的看法.参考公式:回归方程y=hat(a)+hat(b)t中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为hat(b)=((sum_{i=1)^n({x_i)}y-nbar(x)•bar(y)})/((sum_{i=1)^n{x_i^2-n{{bar{x)}^2}}}},hat(a)=bar(y)-hat(b)bar(x).参考数据:overline(lnx)≈4.52,overline(lny)≈4.74,sum_(i=1)^8({{ln)^2}}(x_i)≈164.18,sum_(i=1)^8(ln{x_i)ln(y_i)}≈171.64,(e^3.25)≈25.79
学生的学习除了在课堂上认真听讲,还有一个重要环节就是课后的“自主学习”,包括预习,复习,归纳整理等等,现在人们普遍认为课后花的时间越多越好,某研究机构抽查了部分高中学生,对学生花在课后的学习时间(设为x分钟)和他们的数学平均成绩(设为y)做出了以下统计数据,请根据表格回答问题:
(1)请根据所给数据绘制散点图,并且从以下三个函数从①y=bx+a;②y=m⋅xk(m>0,k>0):③y=cx2+dx+e三个函数中选择一个作为学习时间x和平均y的回归类型,判断哪个类型更加符合,不必说明理由;
(2)根据(1)中选择的回归类型,求出y与x的回归方程;
(3)请根据此回归方程,阐述你对学习时长和成绩之间关系的看法.
参考公式:回归方程$y=\hat{a}+\hat{b}t$中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为$\hat{b}=\frac{{\sum_{i=1}^n{{x_i}}y-n\bar{x}•\bar{y}}}{{\sum_{i=1}^n{x_i^2-n{{\bar{x}}^2}}}},\hat{a}=\bar{y}-\hat{b}\bar{x}$.
参考数据:$\overline{lnx}≈4.52,\overline{lny}≈4.74,\sum_{i=1}^8{{{ln}^2}}{x_i}≈164.18,\sum_{i=1}^8{ln{x_i}ln{y_i}}≈171.64,{e^{3.25}}≈25.79$
| x | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 110 | 120 | 130 |
| y | 92 | 109 | 114 | 120 | 119 | 121 | 121 | 122 |
(2)根据(1)中选择的回归类型,求出y与x的回归方程;
(3)请根据此回归方程,阐述你对学习时长和成绩之间关系的看法.
参考公式:回归方程$y=\hat{a}+\hat{b}t$中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为$\hat{b}=\frac{{\sum_{i=1}^n{{x_i}}y-n\bar{x}•\bar{y}}}{{\sum_{i=1}^n{x_i^2-n{{\bar{x}}^2}}}},\hat{a}=\bar{y}-\hat{b}\bar{x}$.
参考数据:$\overline{lnx}≈4.52,\overline{lny}≈4.74,\sum_{i=1}^8{{{ln}^2}}{x_i}≈164.18,\sum_{i=1}^8{ln{x_i}ln{y_i}}≈171.64,{e^{3.25}}≈25.79$
题目解答
答案
解:(1)根据表格数据,作出散点图,如图所示:

由图象得y=m⋅xk(m>0,k>0)最合适;
(2)由(1)得y=m⋅xk(m>0,k>0)最合适,则对y=m⋅xk(m>0,k>0)两边取以e为底的对数得lny=klnx+lnm,
设u=lnx,v=lny,则$\hat{v}=\hat{k}u+\hat{m}$,
∴$\hat{k}=\frac{{\sum_{i=1}^8{{u_i}{v_i}-8\overline{u}⋅\overline{v}}}}{{\sum_{i=1}^8{u_i^2-n{{\overline{u}}^2}}}}=\frac{{171.64-8×4.52×4.74}}{{164.18-8×{{4.52}^2}}}≈0.328≈0.33$,$lnm=\overline{v}-k\overline{u}=4.74-0.33×4.52≈3.25$,∴v=0.33u+3.25,
故lny=0.33lnx+3.25,即y=e3.25⋅x0.33=25.79x0.33,
∴$\hat{y}=25.79⋅{x^{0.33}}$;
(3)由(2)得$\hat{y}=25.79⋅{x^{0.33}}$,此回归方程为关于时间的增函数,说明随着学习时间的增加,学习成绩是提高的,但是函数的增速先快后慢,说明如果原来成绩较低,通过增加学习时间可以有效提高成绩,但是当成绩提高到120分左右时,想要通过延长学习时间来提高学习成绩就比较困难了,需要想别的办法.

由图象得y=m⋅xk(m>0,k>0)最合适;
(2)由(1)得y=m⋅xk(m>0,k>0)最合适,则对y=m⋅xk(m>0,k>0)两边取以e为底的对数得lny=klnx+lnm,
设u=lnx,v=lny,则$\hat{v}=\hat{k}u+\hat{m}$,
∴$\hat{k}=\frac{{\sum_{i=1}^8{{u_i}{v_i}-8\overline{u}⋅\overline{v}}}}{{\sum_{i=1}^8{u_i^2-n{{\overline{u}}^2}}}}=\frac{{171.64-8×4.52×4.74}}{{164.18-8×{{4.52}^2}}}≈0.328≈0.33$,$lnm=\overline{v}-k\overline{u}=4.74-0.33×4.52≈3.25$,∴v=0.33u+3.25,
故lny=0.33lnx+3.25,即y=e3.25⋅x0.33=25.79x0.33,
∴$\hat{y}=25.79⋅{x^{0.33}}$;
(3)由(2)得$\hat{y}=25.79⋅{x^{0.33}}$,此回归方程为关于时间的增函数,说明随着学习时间的增加,学习成绩是提高的,但是函数的增速先快后慢,说明如果原来成绩较低,通过增加学习时间可以有效提高成绩,但是当成绩提高到120分左右时,想要通过延长学习时间来提高学习成绩就比较困难了,需要想别的办法.