(12分)某公司为确定下一年度投入某种产品的宣传费,需了解…——2015 高考数学第 19 题答案解析

2015_新课标 I 卷 (2015·理)

2015 National Question 19 Free-response Differentiating
2015_新课标 I 卷 (2015·理)

19.(12分)某公司为确定下一年度投入某种产品的宣传费,需了解年宣传费 x (单位:千元)对年销售量y(单位: t )和年利润z(单位:千元)的影响,对近 8 年的年宣传费 $x_{i}$ 和年销售量 $y_{i}(i=1,2, \ldots$ ,8)数据作了初步处理,得到下面的散点图及一些统计量的值.

$\overline{\mathrm{x}}$$\overline{\mathrm{y}}$W$\sum_{i=1}^{8}\left(x_{i}-\bar{x}\right.$ ) 2$\sum_{i=1}^{8}\left(w_{i}-\right.$ <br> W) 2$\sum_{i=1}^{8}\left(x_{i}-\bar{x}\right.$ <br> $\overline{\mathrm{y}})$$\begin{gathered} \sum_{i=1}^{8}\left(w_{i}-\bar{w}\right. \\ ) \quad\left(y_{i}-\right. \\ \bar{y}) \end{gathered}$
46.65636.8289.81.61469108.8

表中 $w_{i}=\sqrt{x_{i}}, \quad \bar{w}=\frac{1}{8} \sum_{i=1}^{8} w_{i}$
(I)根据散点图判断,$y=a+b x$ 与 $y=c+d \sqrt{x}$ 哪一个适宜作为年销售量 $y$ 关于年宣传费 x 的回归方程类型?(给出判断即可,不必说明理由)
(II)根据(I)的判断结果及表中数据,建立 $y$ 关于 $x$ 的回归方程;
(III)已知这种产品的年利润 $z$ 与 $x$ 、 $y$ 的关系为 $z=0.2 y-x$ 。根据(II)的结果回答下列问题:
(i)年宣传费 $\mathrm{x}=49$ 时,年销售量及年利润的预报值是多少?
(ii)年宣传费 x 为何值时,年利润的预报值最大?
附:对于一组数据( $\mathrm{u}_{1} \quad \mathrm{v}_{1}$ ),( $\mathrm{u}_{2} \quad \mathrm{v}_{2}$ )....( $\mathrm{u}_{\mathrm{n}} v_{n}$ ),其回归线 $v=\alpha+\beta u$ 的斜率和截距的最小二乘估计分别为:$\widehat{\beta}=$

$$ \frac{\sum_{i=1}^{n}\left(u_{i}-\bar{u}\right)\left(v_{i}-\bar{v}\right)}{\sum_{i=1}^{n}\left(u_{i}-\bar{u}\right)^{2}}, \quad \widehat{\alpha}=\bar{v}-\widehat{\beta} u . $$

Answer key

(I)$y=c+d\sqrt{x}$;(II)$\widehat{y}=100.6+68\sqrt{x}$;(III)(i)年销售量预报值为 576.6 t,年利润预报值为 66.32 千元;(ii)46.24 千元

查看原卷 →

完整解析 · 逐步详解

(I)观察散点图可知,样本点分布在一条曲线周围,且随着 $x$ 的增大,$y$ 的增长速度逐渐变缓,这符合幂函数或根式函数的特征,而不符合线性函数的特征。因此,$y=c+d\sqrt{x}$ 适宜作为年销售量 $y$ 关于年宣传费 $x$ 的回归方程类型。

(II)令 $w=\sqrt{x}$,则 $y$ 关于 $w$ 的线性回归方程为 $\widehat{y}=\widehat{c}+\widehat{d}w$。
根据表中数据及最小二乘法公式,计算回归系数:
$$ \widehat{d} = \frac{\sum_{i=1}^{8}(w_i-\bar{w})(y_i-\bar{y})}{\sum_{i=1}^{8}(w_i-\bar{w})^2} = \frac{108.8}{1.6} = 68 $$
$$ \widehat{c} = \bar{y} - \widehat{d}\bar{w} = 563 - 68 \times 6.8 = 563 - 462.4 = 100.6 $$
所以 $y$ 关于 $w$ 的线性回归方程为 $\widehat{y}=100.6+68w$。
将 $w=\sqrt{x}$ 代入,得 $y$ 关于 $x$ 的回归方程为:
$$ \widehat{y}=100.6+68\sqrt{x} $$

(III)(i)当 $x=49$ 时,
年销售量的预报值:
$$ \widehat{y} = 100.6 + 68\sqrt{49} = 100.6 + 68 \times 7 = 100.6 + 476 = 576.6 \text{ (t)} $$
年利润的预报值:
$$ \widehat{z} = 0.2\widehat{y} - x = 0.2 \times 576.6 - 49 = 115.32 - 49 = 66.32 \text{ (千元)} $$

(ii)根据题意,年利润 $z$ 的预报值 $\widehat{z}$ 与 $x$ 的关系为:
$$ \widehat{z} = 0.2(100.6+68\sqrt{x}) - x = 20.12 + 13.6\sqrt{x} - x $$
令 $t=\sqrt{x} (t>0)$,则 $\widehat{z} = -t^2 + 13.6t + 20.12$。
这是一个关于 $t$ 的二次函数,开口向下,当 $t = -\frac{13.6}{2 \times (-1)} = 6.8$ 时,$\widehat{z}$ 取得最大值。
此时 $x = t^2 = 6.8^2 = 46.24$。
故当年宣传费 $x$ 为 46.24 千元时,年利润的预报值最大。

✅ 来源:2015年 · 全国 · 2015_新课标 I 卷 (2015·理) · 第 19 题 · 本题已通过全部自动发布校验

觉得理解了?

可以再试一道相同方法、不同题面的题,确认是否真正掌握。

题目指纹

这道题真正考什么?

核心知识
一元线性回归模型及其应用
核心考法
分布列与期望函数与方程
关键能力
应用Free-response
最容易错
等号成立条件定义域忽略
difficulty
Differentiating
先及格路线 · 概率统计基础 · 中等题

如果目标是先及格,这类题值得掌握。

用 3 道相关题确认基础和中等变式会到哪一步。

这类题还想多练几道?

按本题考点(一元线性回归模型及其应用)一句话出一份真题练习卷或讲义,先看题目再生成 PDF,打印出来做。

同类专题与考点

返回上层