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CalcGospel 國際數學圖譜
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S1 2018 Oct Q1

A Level / Edexcel / S1

IAL 2018 Oct Paper · Question 1

题目

Problem

The heights above sea level (hh hundred metres) and the temperatures (t∘Ct^\circ C) at 12 randomly selected places in France, at 7 am on July 31st, were recorded. The data are summarised as follows

∑h=112∑t=136∑t2=1828Sht=−236Shh=297\sum h=112\qquad \sum t=136\qquad \sum t^2=1828\qquad S_{ht}=-236\qquad S_{hh}=297

(a) Find the value of SttS_{tt}

(2)

(b) Calculate the product moment correlation coefficient for these data.

(2)

(c) Interpret the relationship between tt and hh.

(1)

(d) Find an equation of the regression line of tt on hh.

(3)

At 7 am on July 31st Yinka is on holiday in South Africa. He uses the regression equation to estimate the temperature when the height above sea level is 500 m.

(e) Find the estimated temperature Yinka calculates.

(2)

(f) Comment on the validity of your answer in part (e).

(1)

中文翻译

在 7 月 31 日上午 7 时,随机记录了法国 12 个地点的海拔高度(hh,单位为百米)及气温(t∘Ct^\circ C)。数据汇总如上。

(a) 求 SttS_{tt} 的值。

(b) 计算这些数据的积矩相关系数。

(c) 解释 tt 与 hh 之间的关系。

(d) 求 tt 关于 hh 的回归直线方程。

同一时刻,Yinka 正在南非度假。他用该回归方程估计海拔 500 m 处的气温。

(e) 求 Yinka 算得的估计气温。

(f) 评论 (e) 中答案的有效性。

解答

(a)

思路

展开

利用 Stt=∑t2−(∑t)2nS_{tt}=\sum t^2-\dfrac{(\sum t)^2}{n}。

答题过程

展开 Stt=1828−136212=286.667…S_{tt}=1828-\frac{136^2}{12}=286.667\ldots Stt=287(3 s.f.).S_{tt}=287\quad\text{(3 s.f.)}.

(b)

思路

展开

把 ShtS_{ht}、ShhS_{hh} 与 (a) 的 SttS_{tt} 代入积矩相关系数公式。

答题过程

展开 r=ShtShhStt=−236297(286.667…)=−0.809…\begin{aligned} r&=\frac{S_{ht}}{\sqrt{S_{hh}S_{tt}}}\\ &=\frac{-236}{\sqrt{297(286.667\ldots)}}\\ &=-0.809\ldots \end{aligned} r=−0.809.r=-0.809.

(c)

思路

展开

rr 接近 −1-1,表示较强的负相关。

答题过程

展开

There is a strong negative correlation: as height above sea level increases, temperature tends to decrease.

(d)

思路

展开

回归直线写作 t=a+bht=a+bh,其中 b=ShtShhb=\dfrac{S_{ht}}{S_{hh}},再利用直线经过 (hˉ,tˉ)(\bar h,\bar t) 求 aa。

答题过程

展开 b=ShtShh=−236297=−0.7946…b=\frac{S_{ht}}{S_{hh}}=\frac{-236}{297}=-0.7946\ldots hˉ=11212=9.333…,tˉ=13612=11.333…\bar h=\frac{112}{12}=9.333\ldots,\qquad \bar t=\frac{136}{12}=11.333\ldots a=tˉ−bhˉ=11.333…−(−0.7946…)(9.333…)=18.7497…\begin{aligned} a&=\bar t-b\bar h\\ &=11.333\ldots-(-0.7946\ldots)(9.333\ldots)\\ &=18.7497\ldots \end{aligned} t=18.7−0.795ht=18.7-0.795h

(or an equivalent equation using more accurate coefficients).

(e)

思路

展开

hh 的单位是百米,因此 500 m 对应 h=5h=5。代入未过早取整的回归方程。

答题过程

展开 t=18.7497…−0.7946…(5)=14.776…\begin{aligned} t&=18.7497\ldots-0.7946\ldots(5)\\ &=14.776\ldots \end{aligned} 14.8∘C.14.8^\circ C.

(f)

思路

展开

判断资料的地区与估计对象是否相符。

答题过程

展开

The estimate is not very valid because the regression line is based on places in France, whereas Yinka is in South Africa.