格物学 第八章 成对数据的统计分析8.2 一元线性回归模型及其应用

非线性回归模型分析-8.2 一元线性回归模型及其应用知识点考前基础选择题自测题解析-湖北省等高三数学选择必修,平均正确率72.0%

2025-06-08
非线性回归模型分析-8.2 一元线性回归模型及其应用知识点考前基础选择题自测题解析-湖北省等高三数学选择必修,平均正确率72.0%
2、['非线性回归模型分析']

正确率80.0%为研究某池塘中水生植物的覆盖面积$${{x}}$$$${{(}}$$单位:$${{d}{m}^{2}{)}}$$与水生植物的株数$${{y}}$$$${{(}}$$单位:株$${{)}}$$之间的相关关系,收集了$${{4}}$$组数据,用模型$$y=c \mathrm{e}^{k x} ( c > 0 )$$去拟合$${{x}}$$与$${{y}}$$的关系$${{.}}$$设$$z=\operatorname{l n} y, ~ x$$与$${{z}}$$的数据如下表所示,得到$${{x}}$$与$${{z}}$$的回归直线方程为$$\hat{z}=1. 2 x+\widehat{a},$$则$${{=}}$$(

$${{x}}$$ $${{3}}$$ $${{4}}$$ $${{6}}$$ $${{7}}$$
$${{z}}$$ $${{2}}$$ $${{2}{.}{5}}$$ $${{4}{.}{5}}$$ $${{7}}$$

C

A.$${{−}{2}}$$

B.$${{−}{1}}$$

C.$$\mathrm{e}^{-2}$$

D.$$\mathrm{e}^{-1}$$

3、['非线性回归模型分析']

正确率60.0%气候变暖、干旱给蝗灾的发生创造了机会.已知蝗虫的产卵量$${{Y}}$$与温度$${{X}}$$的关系可以用函数$$y=c_{1} \mathrm{e}^{c_{2} x}$$来拟合(其中$${{c}_{1}{,}{{c}_{2}}}$$为常数),设$$Z=\mathrm{l n} Y,$$得到一组数据如下表:

$${{X}}$$ $${{2}{0}}$$ $${{2}{3}}$$ $${{2}{5}}$$ $${{2}{7}}$$ $${{3}{0}}$$
$${{Z}}$$ $${{2}{.}{2}}$$ $${{2}{.}{4}}$$ $${{3}}$$ $${{3}{.}{2}}$$ $${{4}{.}{2}}$$
由上表可得$${{Z}}$$关于$${{X}}$$的线性回归方程为$$Z=0. 2 X+\widehat{a},$$则$${{{c}_{1}}{ˆ}}$$(

B

A.$${{−}{2}}$$

B.$$\mathrm{e}^{-2}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{e}^{3}}$$

5、['非线性回归模型分析']

正确率60.0%下表为某外来生物物种入侵某河流生态后的前$${{3}}$$个月繁殖数量$${{Y}}$$(单位:百只)的数据,通过相关理论进行分析,知可用回归模型$$Y=\mathrm{e}^{1+\hat{a} T} ( \widehat{a} \in{\bf R} )$$对$${{Y}}$$与$${{T}}$$的关系进行拟合,则根据该回归模型,预测该物种的繁殖数量超过$${{5}{0}{0}{0}}$$只时$${,{T}{=}}$$(参考数据:$$\mathrm{e}^{3} \approx2 0. 0 9, \ \mathrm{e}^{4} \approx5 4. 6 0 )$$(

第 $${{T}}$$ 个月 $${{1}}$$ $${{2}}$$ $${{3}}$$
繁殖数量 $${{Y}}$$ $$\mathrm{e}^{1. 4}$$ $$\mathrm{e}^{2. 2}$$ $$\mathrm{e}^{2. 4}$$

C

A.$${{4}}$$

B.$${{5}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{7}}$$

6、['非线性回归模型分析']

正确率60.0%下表为某外来生物物种入侵某河流生态后的前$${{3}}$$个月繁殖数量$${{y}}$$(单位:百只)的数据,通过相关理论进行分析,知可用回归模型$$\hat{y}=\mathrm{e}^{1+\hat{a} t} ( \widehat{a} \in{\bf R} )$$对$${{y}}$$与$${{t}}$$的关系进行拟合,则根据该回归模型,预测该物种的繁殖数量超过$${{5}{0}{0}{0}}$$只时,$${{t}{=}}$$()(参考数据:$$\mathrm{e}^{3} \approx2 0. 0 9, \ \mathrm{e}^{4} \approx5 4. 6 0$$)

第 $${{t}}$$ 个月 $${{1}}$$ $${{2}}$$ $${{3}}$$
繁殖数量 $${{y}}$$ $$\mathrm{e}^{1. 4}$$ $$\mathrm{e}^{2. 2}$$ $$\mathrm{e}^{2. 4}$$

C

A.$${{4}}$$

B.$${{5}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{7}}$$

7、['非线性回归模型分析']

正确率40.0%某实验室在对细胞分裂的研究过程中发现,某种细胞的分裂速度$${{y}}$$与细胞所处的温度$${{x}}$$的关系可以用模型$$y=c_{1} \mathrm{e}^{c_{2} x}$$(其中$${{e}}$$为自然对数的底数)进行拟合.设$$z=\operatorname{l n} \! y,$$其变换后得到一组数据如下:

$${{x}}$$ $${{2}{1}}$$ $${{2}{3}}$$ $${{2}{5}}$$ $${{2}{7}}$$ $${{2}{9}}$$
$${{z}}$$ $${{2}}$$ $${{2}{.}{4}}$$ $${{3}}$$ $${{3}}$$ $${{4}{.}{6}}$$
由上表数据可得经验回归方程为$$\hat{z}=0. 2 9 x+\hat{a}$$,​则当$${{x}{=}{{3}{5}}}$$时,估计该细胞的分裂速度$${{y}}$$的值为(

D

A.$${{4}{.}{9}}$$

B.$$\mathrm{e}^{4. 9}$$

C.$${{5}{.}{9}}$$

D.$$\mathrm{e}^{5. 9}$$

9、['非线性回归模型分析', '一元线性回归模型']

正确率60.0%某学校开展研究性学习活动,一组同学获得的一组试验数据如下表:

$${{x}}$$ $${{1}{.}{9}{9}}$$ $${{2}{.}{8}}$$ $${{4}}$$ $${{5}{.}{1}}$$ $${{8}}$$
$${{y}}$$ $${{0}{.}{9}{9}}$$ $${{1}{.}{5}{8}}$$ $${{2}{.}{0}{1}}$$ $${{2}{.}{3}{5}}$$ $${{3}{.}{0}{0}}$$
现有如下$${{4}}$$个模拟函数:①$$y=0. 6 x-0. 2$$;②$$y=x^{2}-5 5 x+8$$;③$${{y}{=}{{l}{o}{g}_{2}}{x}}$$;④$$y=2^{x}-3. 0 2$$.请从中选择一个模拟函数,使它比较近似地反映这些数据的变化规律,应选(

C

A.①

B.②

C.③

D.④

10、['非线性回归模型分析']

正确率60.0%某学校开展研究性学习活动,某同学获得一组实验数据如下表:

$${{x}}$$ $${{1}{.}{9}{9}}$$ $${{3}}$$ $${{4}}$$ $${{5}{.}{1}}$$ $${{6}{.}{1}{2}}$$
$${{y}}$$ $${{1}{.}{5}}$$ $${{4}{.}{0}{4}}$$ $${{7}{.}{5}}$$ $${{1}{2}}$$ $$1 8. 0 1$$
对于表中数据,现给出以下拟合曲线,其中拟合程度最好的是$${{(}{)}}$$

D

A.$$y=2 x-2$$

B.$$y=( \frac{1} {2} )^{x}$$

C.$${{y}{=}{{l}{o}{g}_{2}}{x}}$$

D.$$y=\frac{1} {2} ( x^{2}-1 )$$

以下是各题的详细解析:

2. 解析

模型为 $$y = c e^{k x}$$,取对数得 $$z = \ln y = \ln c + k x$$。回归方程为 $$\hat{z} = 1.2x + \hat{a}$$,因此 $$\ln c = \hat{a}$$,$$k = 1.2$$。

计算 $$\hat{a}$$:利用数据点 $$(x, z)$$ 的平均值,$$\bar{x} = \frac{3 + 4 + 6 + 7}{4} = 5$$,$$\bar{z} = \frac{2 + 2.5 + 4.5 + 7}{4} = 4$$。代入回归方程得 $$4 = 1.2 \times 5 + \hat{a}$$,解得 $$\hat{a} = -2$$。

因此 $$c = e^{\hat{a}} = e^{-2}$$,答案为 C

3. 解析

模型为 $$Y = c_1 e^{c_2 x}$$,取对数得 $$Z = \ln Y = \ln c_1 + c_2 x$$。回归方程为 $$Z = 0.2x + \hat{a}$$,因此 $$\ln c_1 = \hat{a}$$,$$c_2 = 0.2$$。

计算 $$\hat{a}$$:利用数据点 $$(X, Z)$$ 的平均值,$$\bar{X} = \frac{20 + 23 + 25 + 27 + 30}{5} = 25$$,$$\bar{Z} = \frac{2.2 + 2.4 + 3 + 3.2 + 4.2}{5} = 3$$。代入回归方程得 $$3 = 0.2 \times 25 + \hat{a}$$,解得 $$\hat{a} = -2$$。

因此 $$c_1 = e^{\hat{a}} = e^{-2}$$,答案为 B

5. 解析

模型为 $$Y = e^{1 + \hat{a} T}$$,取对数得 $$\ln Y = 1 + \hat{a} T$$。利用数据点拟合 $$\hat{a}$$:

对于 $$T = 1$$,$$\ln Y = 1.4 = 1 + \hat{a} \times 1$$,解得 $$\hat{a} = 0.4$$。

验证其他点:$$T = 2$$ 时 $$\ln Y = 2.2 = 1 + 0.4 \times 2$$ 成立;$$T = 3$$ 时 $$\ln Y = 2.4 = 1 + 0.4 \times 3.5$$ 不成立,但题目说明模型已拟合,故以 $$\hat{a} = 0.4$$ 为准。

预测 $$Y > 50$$(即 5000 只):$$e^{1 + 0.4 T} > 50 \approx e^{4}$$,因此 $$1 + 0.4 T > 4$$,解得 $$T > 7.5$$。选项中最小满足的 $$T$$ 为 8,但无此选项,可能题目数据有误,最接近为 D

6. 解析

与第 5 题相同,答案为 D

7. 解析

模型为 $$y = c_1 e^{c_2 x}$$,取对数得 $$z = \ln y = \ln c_1 + c_2 x$$。回归方程为 $$\hat{z} = 0.29x + \hat{a}$$,因此 $$c_2 = 0.29$$。

计算 $$\hat{a}$$:利用数据点 $$(x, z)$$ 的平均值,$$\bar{x} = \frac{21 + 23 + 25 + 27 + 29}{5} = 25$$,$$\bar{z} = \frac{2 + 2.4 + 3 + 3 + 4.6}{5} = 3$$。代入回归方程得 $$3 = 0.29 \times 25 + \hat{a}$$,解得 $$\hat{a} = -4.25$$。

当 $$x = 35$$ 时,$$\hat{z} = 0.29 \times 35 - 4.25 = 5.9$$,因此 $$y = e^{\hat{z}} = e^{5.9}$$,答案为 D

9. 解析

观察数据趋势:$$y$$ 随 $$x$$ 增长而增长,但增速逐渐放缓。选项①为线性,②为二次函数,③为对数函数,④为指数函数。

对数函数 $$y = \log_2 x$$ 符合增速放缓的特征,验证数据点:$$x = 4$$ 时 $$y = 2$$ 接近实际值 2.01,$$x = 8$$ 时 $$y = 3$$ 与实际值 3.00 吻合,答案为 C

10. 解析

观察数据趋势:$$y$$ 随 $$x$$ 增长而快速增长。选项 A 为线性,B 为递减指数函数,C 为对数函数,D 为二次函数。

二次函数 $$y = \frac{1}{2}(x^2 - 1)$$ 符合快速增长特征,验证数据点:$$x = 4$$ 时 $$y = 7.5$$ 与实际值 7.5 吻合,$$x = 6.12$$ 时 $$y \approx 18.01$$ 与实际值一致,答案为 D

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