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CalcGospel 國際數學圖譜
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S1 2022 Jan Q2

A Level / Edexcel / S1

IAL 2022 Jan Paper · Question 2

题目

Problem

Tom’s car holds 5050 litres of petrol when the fuel tank is full. For each of 1010 journeys, each starting with 5050 litres of petrol in the fuel tank, Tom records the distance travelled, dd kilometres, and the amount of petrol used, pp litres. The summary statistics for the 1010 journeys are given below.

∑d=1029∑p=50.8∑dp=5240.8\sum d=1029\qquad \sum p=50.8\qquad \sum dp=5240.8 Sdd=344.9Spp=0.576S_{dd}=344.9\qquad S_{pp}=0.576

(a) Calculate the product moment correlation coefficient between dd and pp

(3)

The amount of petrol remaining in the fuel tank for each journey, ww litres, is recorded.

(b) (i) Write down an equation for ww in terms of pp

(ii) Hence, write down the value of the product moment correlation coefficient between ww and pp

(2)

(c) Write down the value of the product moment correlation coefficient between dd and ww

(1)
题目中文翻译

Tom 的汽车油箱装满时可容纳 5050 升汽油。Tom 进行了 1010 次行程,每次出发时油箱中都有 5050 升汽油;他记录行驶距离 dd 千米和使用的汽油量 pp 升。相关汇总统计量如题所示。

(a) 计算 dd 与 pp 之间的积矩相关系数。

另记录每次行程后油箱中剩余的汽油量 ww 升。

(b) (i) 写出用 pp 表示 ww 的方程。

(ii) 由此写出 ww 与 pp 之间的积矩相关系数。

(c) 写出 dd 与 ww 之间的积矩相关系数。

解答

(a)

解法一

思路

展开

先求 SdpS_{dp},再代入相关系数公式。

答题过程

展开 Sdp= ∑dp−∑d∑pn= 5240.8−1029(50.8)10= 13.48.\begin{align*} S_{dp} =&\,\sum dp-\frac{\sum d\sum p}{n}\\ =&\,5240.8-\frac{1029(50.8)}{10}\\ =&\,13.48. \end{align*}

Thus

r= SdpSddSpp= 13.48344.9(0.576)= 0.956…\begin{align*} r =&\,\frac{S_{dp}}{\sqrt{S_{dd}S_{pp}}}\\ =&\,\frac{13.48}{\sqrt{344.9(0.576)}}\\ =&\,0.956\ldots \end{align*}

So

r=0.956.\begin{align*} r=0.956. \end{align*}

(b)

解法一

思路

展开

油箱满时有 5050 litres,剩余油量 = 50−50- 使用油量。由于 w=50−pw=50-p 是对 pp 的负线性变换,所以与 pp 的相关系数为 −1-1。

答题过程

展开 w=50−p.\begin{align*} w=50-p. \end{align*}

Therefore the product moment correlation coefficient between ww and pp is

−1.\begin{align*} -1. \end{align*}

(c)

解法一

思路

展开

ww 与 pp 完全负相关,所以 dd 与 ww 的相关系数是 dd 与 pp 的相关系数变号。

答题过程

展开

The product moment correlation coefficient between dd and ww is

−0.956.\begin{align*} -0.956. \end{align*}

解法二

思路

展开

线性编码只会按乘数的符号改变相关系数。由于 w=50−pw=50-p 的乘数为 −1-1,相关系数变号。

答题过程

展开

Since w=50−pw=50-p is a negative linear transformation of pp,

rdw= −rdp= −0.956.\begin{align*} r_{dw}=&\,-r_{dp}\\ =&\,-0.956. \end{align*}