第2课时相关系数与非线性回归学习目标核心素养1.了解两个变量间的线性相关系数r,并能利用公式求相关系数r.(重点)2.能利用相关系数r判断两个变量线性相关程度的大小,从而判断回归直线方程拟合的效果.(重点)3.掌握非线性回归转化为线性回归的方法,会求非线性回归方程,并作出预测.(难点)1.通过学习相关系数,培养数学运算的素养.2.借助非线性回归方程的学习,提升数据分析和数学建模的素养.据隆众资讯数据统计,2017~2019年截止到10月底的数据显示,聚丙烯期货价格及现货价格二者相关系数为88.70%,其中2017年二者相关系数高达90.86%,2018年降至83.97%,2019年截止到10月底二者相关系数为65.23%.问题:什么是相关系数,如何计算,它有什么作用?1.相关系数(1)定义:统计学里一般用r==来衡量y与x的线性相关性强弱,这里的r称为线性相关系数(简称为相关系数).(2)性质①|r|≤1,且y与x正相关的充要条件是r>0,y与x负相关的充要条件是r<0;②|r|越小,说明两个变量之间的线性相关性越弱,也就是得出的回归直线方程越没有价值,即方程越不能反映真实的情况;|r|越大,说明两个变量之间的线性相关性越强,也就是得出的回归直线方程越有价值;③|r|=1的充要条件是成对数据构成的点都在回归直线上.2.非线性回归方程如果具有相关关系的两个变量x,y不是线性相关关系,那么称为非线性相关关系,所得到的方程称为非线性回归方程(也简称为回归方程).思考:如何猜测非线性回归方程的类型?[提示]可以通过作出散点图,结合已学的函数模型进行猜测.1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若相关系数为0,则说明两变量x,y之间没任何关系.()(2)两个变量相关系数越大,说明它们的相关性越强.()(3)求回归方程时,最好用相关系数判断一下,两变量相关性的强弱.()(4)非线性回归方程可借助线性回归方程求得.()[答案](1)×(2)×(3)√(4)√2.甲、乙、丙、丁四位同学各自对A,B两变量的线性相关性做试验,并用回归分析方法分别求得相关系数r如下表:甲乙丙丁r0.820.780.690.85则哪位同学的试验结果体现A,B两变量有更强的线性相关性()A.甲B.乙C.丙D.丁D[r的绝对值越接近1,相关性越强,故选D.]3.在一项调查中有两个变量x和y,下图是由这两个变量近8年来的取值数据得到的散点图,那么适宜作为y关于x的回归方程的函数类型是()A.y=a+bxB.y=c+dC.y=m+nx2D.y=p+qcx(q>0)B[散点图呈曲线,排除A选项,且增长速度变慢,排除选项C、D,故选B.]4.在一次试验中,测得(x,y)的四组值分别为(1,2),(2,0),(4,-4),(-1,6),则y与x的相关系数为________.-1[法一:x=1.5,y=1,∑x=22,∑y=56,∑xiyi=-20,相关系数r==-1.法二:观察四个点,发现其在一条单调递减的直线上,故y与x的相关系数为-1.]相关系数的性质【例1】(1)在一组数据为(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)(n≥2,x1,x2,…,xn不全相等)的散点图中,若这组样本数据的相关系数为-1,则所有的样本点(xi,yi)(i=1,2,…,n)满足的方程可以是()A.y=-x+1B.y=x-1C.y=x+1D.y=-x2(2)设两个变量x和y之间具有线性相关关系,它们的相关系数是r,y关于x的回归直线方程的回归系数为b,回归截距是a,那么必有()A.b与r的符号相同B.a与r的符号相同C.b与r的符号相反D.a与r的符号相同(1)A(2)A[(1) 这组样本数据的相关系数为-1,∴这一组数据(x1,y1),(x2,y2),…(xn,yn)线性相关,且是负相关,∴可排除D,B,C,故选A.(2)由公式可知b与r的符号相同.]线性相关强弱的判断方法:1.散点图(越接近直线,相关性越强);2.相关系数(绝对值越大,相关性越强).[跟进训练]1.如图是具有相关关系的两个变量的一组数据的散点图和回归直线,若去掉一个点使得余下的5个点所对应的数据的相关系数最大,则应当去掉的点是()A.DB.EC.FD.AB[因为相关系数的绝对值越大,越接近1,则说明两个变量的相关性越强.因为点E到直线的距离最远,所以去掉点E,余下的5个点所对应的数据的相关系数最大.]相关系数的计算及应用【例2】假设关于某种设备的使用年限x(单位:年)与所支出的维修费用y(单位:万元)...