人教A版高中數(shù)學(xué)選擇性必修三8.2第2課時(shí) 一元線性回歸模型的綜合問(wèn)題-同步練習(xí)【含答案】_第1頁(yè)
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人教A版高中數(shù)學(xué)選擇性必修三8.2第2課時(shí)一元線性回歸模型的綜合問(wèn)題-同步練習(xí)1.根據(jù)變量Y和x的成對(duì)樣本數(shù)據(jù),由一元線性回歸模型eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Y=bx+a+e,,Ee=0,De=σ2))得到經(jīng)驗(yàn)回歸方程eq\o(y,\s\up6(^))=eq\o(b,\s\up6(^))x+eq\o(a,\s\up6(^)),對(duì)應(yīng)的殘差如圖所示,模型誤差()A.滿足一元線性回歸模型的所有假設(shè)B.滿足回歸模型E(e)=0的假設(shè)C.滿足回歸模型D(e)=σ2的假設(shè)D.不滿足回歸模型E(e)=0和D(e)=σ2的假設(shè)2.中國(guó)茶文化博大精深,茶水的口感與茶葉的類(lèi)型和水的溫度有關(guān),某數(shù)學(xué)建模小組建立了茶水冷卻時(shí)間x和茶水溫度y的一組數(shù)據(jù)(xi,yi).經(jīng)過(guò)分析,提出了四種回歸模型,①②③④四種模型的殘差平方和eq\i\su(i=1,n,)(yi-eq\o(y,\s\up6(^)))2的值分別是0.98,0.80,0.12,1.36.則擬合效果最好的模型是()A.模型① B.模型②C.模型③ D.模型④3.(多選)對(duì)變量y和x的一組樣本數(shù)據(jù)(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)進(jìn)行回歸分析,建立回歸模型,則()A.殘差平方和越大,模型的擬合效果越好B.若由樣本數(shù)據(jù)得到經(jīng)驗(yàn)回歸直線eq\o(y,\s\up6(^))=eq\o(b,\s\up6(^))x+eq\o(a,\s\up6(^)),則其必過(guò)點(diǎn)(eq\x\to(x),eq\x\to(y))C.用決定系數(shù)R2來(lái)刻畫(huà)回歸效果,R2越小,說(shuō)明模型的擬合效果越好D.若y和x的樣本相關(guān)系數(shù)r=-0.95,則y和x之間具有很強(qiáng)的負(fù)線性相關(guān)關(guān)系4.若一函數(shù)模型為y=sin2α+2sinα+1,為將y轉(zhuǎn)化為t的經(jīng)驗(yàn)回歸方程,則需作變換t等于()A.sin2α B.(sinα+1)2C.sinα+eq\f(1,2) D.以上都不對(duì)5.已知兩個(gè)線性相關(guān)變量x與y的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下表:x3456y2.534m其經(jīng)驗(yàn)回歸方程是eq\o(y,\s\up6(^))=0.7x+eq\o(a,\s\up6(^)),據(jù)此計(jì)算,樣本(4,3)處的殘差為-0.15,則表中m的值為()A.4B.4.5C.5D.5.56.(多選)對(duì)于表中x,y之間的一組數(shù)據(jù):x13678y12345甲、乙兩位同學(xué)給出的擬合直線方程分別為①eq\o(y,\s\up6(^))=eq\f(1,3)x+1和②eq\o(y,\s\up6(^))=eq\f(1,2)x+eq\f(1,2),若通過(guò)分析得出②的擬合效果好,則下列分析理由正確的是()A.①的殘差和大于②的殘差和,所以②擬合效果更好B.①的殘差平方和大于②的殘差平方和,所以②擬合效果更好C.①的R2小于②的R2,所以②擬合效果更好D.殘差圖中直線②的殘差點(diǎn)分布的水平帶狀區(qū)域比①的殘差點(diǎn)分布的水平帶狀區(qū)域更窄,所以直線②擬合效果更好7.某同學(xué)計(jì)算兩個(gè)線性相關(guān)變量x與y的經(jīng)驗(yàn)回歸方程是eq\o(y,\s\up6(^))=-3.2x+40,則相對(duì)應(yīng)于點(diǎn)(11,5)的殘差eq\o(e,\s\up6(^))(eq\o(e,\s\up6(^))i=y(tǒng)i-eq\o(y,\s\up6(^))i)為_(kāi)_______.8.若一個(gè)樣本的觀測(cè)值與均值的差的平方和為80,殘差平方和為60,決定系數(shù)R2為_(kāi)_______.9.某大型現(xiàn)代化農(nóng)場(chǎng)在種植某種大棚有機(jī)無(wú)公害的蔬菜時(shí),為創(chuàng)造更大價(jià)值,提高畝產(chǎn)量,積極開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng).該農(nóng)場(chǎng)采用了延長(zhǎng)光照時(shí)間的方案,該農(nóng)場(chǎng)選取了20間大棚(每間一畝)進(jìn)行試點(diǎn),得到各間大棚產(chǎn)量數(shù)據(jù)繪制成如圖所示的散點(diǎn)圖.光照時(shí)長(zhǎng)為x(單位:小時(shí)),大棚蔬菜產(chǎn)量為y(單位:千斤每畝),記w=lnx.(1)根據(jù)散點(diǎn)圖判斷,y=a+bx與y=c+dlnx,哪一個(gè)更適合作為大棚蔬菜產(chǎn)量y關(guān)于光照時(shí)長(zhǎng)x的經(jīng)驗(yàn)回歸方程模型(給出判斷即可,不必說(shuō)明理由);(2)根據(jù)(1)的判斷結(jié)果及表中數(shù)據(jù),建立y關(guān)于x的經(jīng)驗(yàn)回歸方程(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位);(3)根據(jù)實(shí)際種植情況,發(fā)現(xiàn)上述經(jīng)驗(yàn)回歸方程在光照時(shí)長(zhǎng)位于6~14小時(shí)內(nèi)擬合程度良好,利用(2)中所求方程估計(jì)當(dāng)光照時(shí)長(zhǎng)為e2小時(shí)時(shí)(自然對(duì)數(shù)的底數(shù)e≈2.71828),大棚蔬菜畝產(chǎn)約為多少.參考數(shù)據(jù):eq\i\su(i=1,20,x)ieq\i\su(i=1,20,y)ieq\i\su(i=1,20,w)ieq\i\su(i=1,20,x)eq\o\al(2,i)eq\i\su(i=1,20,y)eq\o\al(2,i)eq\i\su(i=1,20,w)eq\o\al(2,i)eq\i\su(i=1,20,x)iyieq\i\su(i=1,20,w)iyi290102.4524870540.281371578.2272.1參考公式:β關(guān)于α的經(jīng)驗(yàn)回歸方程eq\o(β,\s\up6(^))=eq\o(m,\s\up6(^))α+eq\o(n,\s\up6(^))中,eq\o(m,\s\up6(^))=eq\f(\i\su(i=1,n,α)iβi-n\x\to(α)\x\to(β),\i\su(i=1,n,α)\o\al(2,i)-n\x\to(α)2),eq\o(n,\s\up6(^))=eq\x\to(β)-eq\o(m,\s\up6(^))eq\x\to(α).10.耐鹽堿水稻俗稱“海水稻”,是一種可以長(zhǎng)在灘涂和鹽堿地的水稻.海水稻的灌溉是將海水稀釋后進(jìn)行灌溉.某試驗(yàn)基地為了研究海水濃度x(‰)對(duì)畝產(chǎn)量y(噸)的影響,通過(guò)在試驗(yàn)田的種植實(shí)驗(yàn),測(cè)得了某種海水稻的畝產(chǎn)量與海水濃度的數(shù)據(jù)如表.繪制散點(diǎn)圖發(fā)現(xiàn),可用線性回歸模型擬合畝產(chǎn)量y與海水濃度x之間的相關(guān)關(guān)系,用最小二乘法計(jì)算得y與x之間的經(jīng)驗(yàn)回歸方程為eq\o(y,\s\up6(^))=eq\o(b,\s\up6(^))x+0.88.海水濃度xi(‰)34567畝產(chǎn)量yi(噸)0.620.580.490.40.31殘差eq\o(e,\s\up6(^))i(1)求eq\o(b,\s\up6(^)),并估計(jì)當(dāng)澆灌海水濃度為8‰時(shí)該品種的畝產(chǎn)量;(2)①完成上述殘差表:②統(tǒng)計(jì)學(xué)中常用決定系數(shù)R2來(lái)刻畫(huà)回歸效果,R2越大,模型擬合效果越好,如假設(shè)R2=0.8,就說(shuō)明預(yù)報(bào)變量y的差異有80%是由解釋變量x引起的.請(qǐng)計(jì)算決定系數(shù)R2(精確到0.01),并指出畝產(chǎn)量的變化多大程度上是由海水濃度引起的?附:殘差公式eq\o(ei,\s\up6(^))=y(tǒng)i-eq\o(yi,\s\up6(^)),決定系數(shù)R2=1-eq\f(\i\su(i=1,n,)yi-\o(yi,\s\up6(^))2,\i\su(i=1,n,)yi-\x\to(y)2).11.(多選)某電子商務(wù)平臺(tái)每年都會(huì)舉行“年貨節(jié)”商業(yè)促銷(xiāo)狂歡活動(dòng),現(xiàn)統(tǒng)計(jì)了該平臺(tái)從2015年到2023年共9年“年貨節(jié)”期間的銷(xiāo)售額(單位:億元)并作出散點(diǎn)圖,將銷(xiāo)售額y看成以年份序號(hào)x(2015年作為第1年)的函數(shù).運(yùn)用excel軟件,分別選擇經(jīng)驗(yàn)回歸直線和三次函數(shù)回歸曲線進(jìn)行擬合,效果如圖,則下列說(shuō)法正確的是()A.銷(xiāo)售額y與年份序號(hào)x呈正相關(guān)關(guān)系B.三次函數(shù)回歸模型的殘差平方和大于線性回歸模型的殘差平方和C.三次函數(shù)回歸曲線的擬合效果好于經(jīng)驗(yàn)回歸直線的擬合效果D.根據(jù)三次函數(shù)回歸曲線可以預(yù)測(cè)2024年“年貨節(jié)”期間的銷(xiāo)售額約為1698.719億元12.(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.經(jīng)驗(yàn)回歸直線一定經(jīng)過(guò)點(diǎn)(eq\x\to(x),eq\x\to(y))B.若兩個(gè)具有線性相關(guān)關(guān)系的變量的相關(guān)性越強(qiáng),則樣本相關(guān)系數(shù)r的值越接近于1C.在殘差圖中,殘差點(diǎn)分布的水平帶狀區(qū)域越窄,說(shuō)明模型的擬合精度越高D.在線性回歸模型中,決定系數(shù)R2越接近于1,說(shuō)明回歸模型的擬合效果越好13.某種產(chǎn)品的廣告支出費(fèi)用x(單位:萬(wàn)元)與銷(xiāo)售量y(單位:萬(wàn)件)之間的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)如下表所示:廣告支出費(fèi)用x2.22.64.05.35.9銷(xiāo)售量y3.85.47.011.612.2根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可得經(jīng)驗(yàn)回歸方程eq\o(y,\s\up6(^))=2.27x-1.08,R2≈0.96,以下說(shuō)法正確的是()A.第三個(gè)樣本點(diǎn)對(duì)應(yīng)的殘差eq\o(e,\s\up6(^))3=-1,回歸模型的擬合效果一般B.第三個(gè)樣本點(diǎn)對(duì)應(yīng)的殘差eq\o(e,\s\up6(^))3=1,回歸模型的擬合效果較好C.銷(xiāo)售量y的多少有96%是由廣告支出費(fèi)用引起的D.銷(xiāo)售量y的多少有4%是由廣告支出費(fèi)用引起的14.已知經(jīng)驗(yàn)回歸方程eq\o(y,\s\up6(^))=2x+1,而試驗(yàn)得到一組數(shù)據(jù)是(2,4.9),(3,7.1),(4,9.2),則殘差平方和是________.15.若對(duì)于變量x,y的10組統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的回歸模型中,計(jì)算R2=0.95,又知?dú)埐钇椒胶蜑?20.55,那么eq\i\su(i=1,10,)(yi-eq\x\to(y))2的值為()A.241.1 B.245.1C.2411 D.245116.現(xiàn)代物流成為繼勞動(dòng)力、自然資源外影響企業(yè)生產(chǎn)成本及利潤(rùn)的重要因素.某企業(yè)去年前八個(gè)月的物流成本和企業(yè)利潤(rùn)的數(shù)據(jù)(單位:萬(wàn)元)如下表所示:月份1234物流成本x8383.58086.5利潤(rùn)y114116106122殘差eq\o(ei,\s\up6(^))=y(tǒng)i-eq\o(yi,\s\up6(^))0.20.61.8-3月份5678物流成本x8984.57986.5利潤(rùn)y132114m132殘差eq\o(ei,\s\up6(^))=y(tǒng)i-eq\o(yi,\s\up6(^))-1-4.6-1根據(jù)最小二乘法求得經(jīng)驗(yàn)回歸方程為eq\o(y,\s\up6(^))=3.2x-151.8.(1)求m的值,并利用已知的經(jīng)驗(yàn)回歸方程求出8月份對(duì)應(yīng)的殘差值eq\o(e,\s\up6(^))8;(2)請(qǐng)先求出線性回歸模型eq\o(y,\s\up6(^))=3.2x-151.8的決定系數(shù)R2(精確到0.0001);若根據(jù)非線性經(jīng)驗(yàn)回歸方程y=267.76lnx-1069.2求得解釋變量(物流成本)對(duì)于響應(yīng)變量(利潤(rùn))決定系數(shù)Req\o\al(2,0)=0.9057,請(qǐng)說(shuō)明以上兩種模型哪種模型擬合效果更好?(3)通過(guò)殘差分析,懷疑殘差絕對(duì)值最大的那組數(shù)據(jù)有誤,經(jīng)再次核實(shí)后發(fā)現(xiàn)其真正利潤(rùn)應(yīng)該為116萬(wàn)元.請(qǐng)重新根據(jù)最小二乘法的思想與公式,求出新的經(jīng)驗(yàn)回歸方程.附1(修正前的參考數(shù)據(jù)):eq\i\su(i=1,8,x)iyi=78880,eq\i\su(i=1,8,x)eq\o\al(2,i)=56528,eq\x\to(x)=84,eq\i\su(i=1,8,)(yi-eq\x\to(y))2=904.附2:R2=1-eq\f(\i\su(i=1,n,)yi-\o(yi,\s\up6(^))2,\i\su(i=1,n,)yi-\x\to(y)2).附3:eq\o(b,\s\up6(^))=eq\f(\i\su(i=1,n,)xi-\x\to(x)yi-\x\to(y),\i\su(i=1,n,)xi-\x\to(x)2)=eq\f(\i\su(i=1,n,x)iyi-n\x\to(x)·\x\to(y),\i\su(i=1,n,x)\o\al(2,i)-n\x\to(x)2),eq\o(a,\s\up6(^))=eq\x\to(y)-eq\o(b,\s\up6(^))eq\x\to(x).參考答案與詳細(xì)解析1.D[由殘差圖可以看出,圖中的殘差點(diǎn)不能擬合成一條直線,且不滿足D(e)=σ2.]2.C[對(duì)于回歸模型,殘差平方和越小,回歸模型的擬合效果越好,故擬合效果最好的模型是模型③.]3.BD[因?yàn)闅埐钇椒胶驮叫?,模型的擬合效果越好,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)回歸直線必過(guò)點(diǎn)(eq\x\to(x),eq\x\to(y)),故選項(xiàng)B正確;因?yàn)闆Q定系數(shù)R2越接近1,說(shuō)明模型的擬合效果越好,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由樣本相關(guān)系數(shù)為負(fù)且接近1,則y和x之間具有很強(qiáng)的負(fù)線性相關(guān)關(guān)系,故選項(xiàng)D正確.]4.B[因?yàn)閥是關(guān)于t的經(jīng)驗(yàn)回歸方程,實(shí)際上即y是關(guān)于t的一次函數(shù),又因?yàn)閥=(sinα+1)2,若令t=(sinα+1)2,則可得y與t的函數(shù)關(guān)系式為y=t,此時(shí)變量y與變量t是線性相關(guān)關(guān)系.]5.B[由題意,樣本(4,3)處的殘差為-0.15,所以3.15=0.7×4+eq\o(a,\s\up6(^)),所以eq\o(a,\s\up6(^))=0.35,由經(jīng)驗(yàn)回歸方程eq\o(y,\s\up6(^))=0.7x+0.35過(guò)點(diǎn)(eq\x\to(x),eq\x\to(y)),且eq\x\to(x)=eq\f(1,4)×(3+4+5+6)=4.5,所以可得eq\x\to(y)=0.7eq\x\to(x)+0.35=0.7×4.5+0.35=3.5,由eq\x\to(y)=eq\f(1,4)×(2.5+3+4+m)=3.5,得m=4.5.]6.BCD[不可以根據(jù)殘差和的大小來(lái)分析模型的擬合效果的好壞,故A錯(cuò)誤;用eq\o(y,\s\up6(^))=eq\f(1,3)x+1作為擬合直線時(shí),所得y的實(shí)際值與y的估計(jì)值的差的平方和即殘差平方和為S1=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(4,3)))2+(2-2)2+(3-3)2+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4-\f(10,3)))2+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(5-\f(11,3)))2=eq\f(7,3),用eq\o(y,\s\up6(^))=eq\f(1,2)x+eq\f(1,2)作為擬合直線時(shí),所得殘差平方和為S2=(1-1)2+(2-2)2+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3-\f(7,2)))2+(4-4)2+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(5-\f(9,2)))2=eq\f(1,2).∴S2<S1,∴②的擬合效果更好,故B正確;①的R2=1-eq\f(\f(7,3),10)=eq\f(23,30),②的R2=1-eq\f(\f(1,2),10)=eq\f(19,20),∴①的R2小于②的R2,∴②擬合效果更好,故C正確;殘差圖中直線②的殘差點(diǎn)分布的水平帶狀區(qū)域比①的殘差點(diǎn)分布的水平帶狀區(qū)域更窄,∴直線②擬合效果更好,故D正確.]7.0.2解析因?yàn)閑q\o(y,\s\up6(^))=-3.2x+40.當(dāng)x=11時(shí),eq\o(y,\s\up6(^))=-3.2×11+40=4.8,故eq\o(e,\s\up6(^))=5-4.8=0.2.8.0.25解析R2=1-eq\f(60,80)=0.25.9.解(1)根據(jù)散點(diǎn)圖,開(kāi)始的點(diǎn)在某條直線附近,但后面的點(diǎn)會(huì)越來(lái)越偏離這條直線,因此y=c+dlnx更適合作為y關(guān)于x的經(jīng)驗(yàn)回歸方程模型.(2)因?yàn)閣=lnx.所以y=c+dlnx為y=c+dw,eq\x\to(y)=eq\f(\i\su(i=1,20,y)i,20)=eq\f(102.4,20)=5.12,eq\x\to(w)=eq\f(\i\su(i=1,20,w)i,20)=eq\f(52,20)=2.6,eq\o(d,\s\up6(^))=eq\f(272.1-20×5.12×2.6,137-20×2.62)≈3.26,eq\o(c,\s\up6(^))=5.12-3.26×2.6≈-3.36,所以eq\o(y,\s\up6(^))=3.26w-3.36,即eq\o(y,\s\up6(^))=3.26lnx-3.36.(3)當(dāng)x=e2時(shí),eq\o(y,\s\up6(^))=3.26lne2-3.36=3.16.所以大棚蔬菜畝產(chǎn)約為3.16千斤.10.解(1)經(jīng)計(jì)算,eq\x\to(x)=5,eq\x\to(y)=0.48,由0.48=5eq\o(b,\s\up6(^))+0.88可得,eq\o(b,\s\up6(^))=-0.08,當(dāng)x=8時(shí),eq\o(y,\s\up6(^))=-0.08×8+0.88=0.24,所以當(dāng)澆灌海水濃度為8‰時(shí),該品種的畝產(chǎn)量約為0.24噸.(2)①由(1)知eq\o(y,\s\up6(^))=-0.08x+0.88,從而有海水濃度xi(‰)34567畝產(chǎn)量yi(噸)0.620.580.490.40.31殘差eq\o(ei,\s\up6(^))-0.020.020.010-0.01②R2=1-eq\f(0.0004+0.0004+0.0001+0+0.0001,0.142+0.12+0.012+-0.082+-0.172)=1-eq\f(0.001,0.065)=eq\f(64,65)≈0.98,所以畝產(chǎn)量的變化有98%是由海水濃度引起的.11.AC[由散點(diǎn)圖的變化趨勢(shì)可知,銷(xiāo)售額y與年份序號(hào)x呈正相關(guān)關(guān)系,故選項(xiàng)A正確;由散點(diǎn)圖以及線性回歸模型和三次函數(shù)回歸模型的位置關(guān)系可知,三次函數(shù)回歸模型的殘差平方和小于線性回歸模型的殘差平方和,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因?yàn)?.999>0.936,所以三次函數(shù)回歸曲線的擬合效果好于經(jīng)驗(yàn)回歸直線的擬合效果,故選項(xiàng)C正確;因?yàn)槿魏瘮?shù)為y1=0.168x3+28.141x2-29.027x+6.889,則當(dāng)x=10時(shí),y1=2698.719(億元),故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.]12.ACD[對(duì)于選項(xiàng)A,因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)回歸直線一定經(jīng)過(guò)點(diǎn)(eq\x\to(x),eq\x\to(y)),故選項(xiàng)A正確;對(duì)于選項(xiàng)B,由樣本相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值越趨近于1,相關(guān)性越強(qiáng)可知,若兩個(gè)變量負(fù)相關(guān),其相關(guān)性越強(qiáng),則樣本相關(guān)系數(shù)r的值越接近于-1,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;對(duì)于選項(xiàng)C,因?yàn)樵跉埐顖D中,殘差點(diǎn)分布的水平帶狀區(qū)域越窄,說(shuō)明模型的擬合精度越高,故選項(xiàng)C正確;對(duì)于選項(xiàng)D,因?yàn)樵诰€性回歸模型中,決定系數(shù)R2越接近于1,說(shuō)明線性回歸模型的擬合效果越好,故選項(xiàng)D正確.]13.C[由題意得eq\o(e,\s\up6(^))3=7-(2.27×4-1.08)=-1,由于R2≈0.96,所以該回歸模型擬合的效果比較好,故A,B錯(cuò)誤;在線性回歸模型中,R2表示解釋變量對(duì)于響應(yīng)變量的貢獻(xiàn)率,R2≈0.96,則銷(xiāo)售量y的多少有96%是由廣告支出費(fèi)用引起的,C正確,D錯(cuò)誤.]14.0.06解析因?yàn)閑q\o(y,\s\up6(^))=2x+1,故當(dāng)x=2時(shí),eq\o(y,\s\up6(^))=5,eq\o(e,\s\up6(^))1=-0.1,x=3,eq\o(y,\s\up6(^))=7,eq\o(e,\s\up6(^))2=0.1,x=4,eq\o(y,\s\up6(^))=9,eq\o(e,\s\up6(^))3=0.2,則eq\o(e,\s\up6(^))eq\o\al(2,1)+eq\o(e,\s\up6(^))eq\o\al(2,2)+eq\o(e,\s\up6(^))eq\o\al(2,3)=0.01+0.01+0.04=0.06.15.C[由題意知?dú)埐钇椒胶蚭q\i\su(i=1,10,)(yi-eq\o(y,\s\up6(^))i)2=120.55,又R2=1-eq\f(\i\su(i=1,10,)yi-\o(y,\s\u

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