题号:6514    题型:解答题    来源:2023年普通高等学校招生全国统一考试答案模拟试卷
某乡政府为提高当地农民收人, 指导农民种植药材, 并在种植药材的土地附近种 草放牧, 发展畜牧业. 牛粪、羊粪等有机肥可以促进药材的生长, 发展生态循环农 业. 下图所示为某农户近 7 年种植药材的平均收人 $y$ (单位: 千元) 与年份代码 $x$ 的 折线图. 并计算得到 $\sum_{i=1}^7 y_i=480, \sum_{i=1}^7 x_i y_i=2052, $
$ \sqrt{\sum_{i=1}^7\left(y_i-\bar{y}\right)^2} \approx 25, \sum_{i=1}^7\left(x_i-\bar{x}\right)\left(y_i-\bar{y}\right)=$ $132, $

$\sum_{i=1}^7 w_i=140, \sum_{i=1}^7\left(w_i-\bar{w}\right)\left(y_i-\bar{y}\right)=1048, \sqrt{\sum_{i=1}^7\left(w_i-\bar{w}\right)^2} \approx 43.3$,
其中 $w_i=x_i^2$.
(1) 根据折线图判断, $y=a+b x$ 与 $y=c+d x^2$ 哪一个适宜作为平均收人 $y$ 关于年份代 码 $x$ 的回归方程类型? 并说明理由;
(2) 根据 (1) 的判断结果及数据, 建立 $y$ 关于 $x$ 的回归方程, 并预测 2023 年该农户 种植药材的平均收人;
(3)结合当地的环境和气候及对种植户的调查统计分析表明: 若继续种植现有的 药材, 农户的收人将接近 “瓶颈”. 要想继续提高农户的收人, 则需要制定新的种植 方案. 在原有的土地上继续种植原有药材, 质量得不到保障, 且影响农户经济收 人. 请先分析原因,并给出建议.
附: 相关系数 $r=\frac{\sum_{i=1}^n\left(x_i-\bar{x}\right)\left(y_i-\bar{y}\right)}{\sqrt{\sum_{i=1}^n\left(x_i-\bar{x}\right)^2 \sum_{i=1}^n\left(y_i-\bar{y}\right)^2}}$, 回归直线的斜率和截距的最小二乘法估 计公式分别为 $: b=\frac{\sum_{i=1}^n\left(x_i-\bar{x}\right)\left(y_i-\bar{y}\right)}{\sum_{i=1}^n\left(x_i-\bar{x}\right)^2}, \hat{a}=\bar{y}-\hat{b} \bar{x}, \sqrt{7} \approx 2.65$.
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解: (1) 因为 $\bar{x}=\frac{1}{7}(1+2+3+4+5+6+7)=4$,
$$
\begin{aligned}
& \sum_{i=1}^2\left(x_i-\bar{x}\right)^2=(1-4)^2+(2-4)^2+(3-4)^2+(4-4)^2+(5-4)^2+ \\
& (6-4)^2+(7-4)^2=28,
\end{aligned}
$$
对于模型 $y=a+b x$, 相关系数 $r=\frac{\sum_{i=1}^7\left(x_i-\bar{x}\right)\left(y_i-\bar{y}\right)}{\sqrt{\sum_{i=1}^7\left(x_i-\bar{x}\right)^2 \sum_{i=1}^7\left(y_i-\bar{y}\right)^2}}$
对于模型 $y=c+d x^2$, 相关系数 $r^{\prime}=\frac{\sum_{i=1}^7\left(w_i-\bar{w}\right)\left(y_i-\bar{y}\right)}{\sqrt{\sum_{i=1}^7\left(w_i-\bar{w}\right)^2 \sum_{i=1}^7\left(y_i-\bar{y}\right)^2}}$
$$
\approx \frac{1048}{43.3 \times 25} \approx 0.968 \text {, }
$$
因为 $0.996>0.968$,
所以 $y=a+b x$ 适宜作为平均收人 $y$ 关于年份代码 $x$ 的回归方
程. (4 分)

(2) 由 (1) 可知回归方程类型为 $y=a+b x$, 由已知数据及公式可得 $\hat{b}=\frac{\sum_{i=1}^7\left(x_i-\bar{x}\right)\left(y_i-\bar{y}\right)}{\sum_{i=1}^7\left(x_i-\bar{x}\right)^2}=\frac{132}{28}=\frac{33}{7} \approx 4.71$, 所以 $\hat{a}=\bar{y}-\hat{b} \bar{x}=\frac{480}{7}-\frac{33}{7} \times 4 \approx 49.71,(6$ 分)
所以 $y$ 关于 $x$ 的回归方程为 $\hat{y}=4.71 x+49.71$, 又年份代码 1-7 分别对应年份 2016-2022, 所以. 2023 年对应年份代码为 8 , 代人可得 $\hat{y}=4.71 \times 8+49.71=87.39$ 千元, 所以预测 2023 年该 农户种植药材的平均收人为 87.39 千元, (8 分)
(3) 长期在固定的土地种植固定的药材, 土壤的微量元素含量及 比例会发生变化, 影响药材的生长, 产量、质量方面等出现问题;

长期种植同种药材, 品种较为单一, 市场也会趋于饱和, 影响收人. (10 分)
故建议如下:
(1)扩人种植面积, 调整种㥀品种, 进行土壤元素分析, 结合当 地环境及农作物的种植,进行综合研判, 进行套种或轮作;
(2) 增加药材品种, 聘请专家指导每块土地药材种植的次序及 间隔时间等, 采用多元化种植方式, 也可根据药材的特性, 因 地剰宜选择种植品种. (以上给出了 1 种示例, 回答合理即可 得分) (12 分)

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