身体质量指数BMI(简称体质指数)是目前国际上蝉蛹的衡量人体胖瘦程度以及是否健康的一个标准.现为分析胖瘦程度对空腹血糖的影响,从志愿者中随机抽取 $12$ 名志愿者测定BMI值及空腹血糖GLU指标(单位:${\rm mol}/{\rm L}$)如下表所示($i$ 表示人员编号,$x_i,y_i$ 分别表示编号为 $i$ 的人员的BMI值和GLU指标值):\[\begin{array}{c|cccccccccccc}\hline
i&1&2&3&4&5&6&7&8&9&10&11&12\\ \hline
x_i&14&17&18&19&20&22&23&26&27&29&30&31\\ \hline
y_i&2.5&4.5&4.8&4.9&5.5&5.6&5.8&6.1&6.4&6.9&7.1&9.5\\ \hline
\end{array}\]
【难度】
【出处】
2017年清华大学THUSSAT测试理科数学(二测)
【标注】
  • 知识点
    >
    计数与概率
    >
    统计
    >
    回归分析
  • 知识点
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    计数与概率
    >
    统计
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    回归分析
  • 知识点
    >
    计数与概率
    >
    统计
    >
    数据的数字特征
  1. 用变量 $y$ 与 $x$ 的相关系数 $r$ 说明GLU指标值与BMI值的相关程度;
    标注
    • 知识点
      >
      计数与概率
      >
      统计
      >
      回归分析
    答案
    $r=0.85$
    解析
    利用线性回归($LinearModelFit$ 函数),可计算得\[r=0.850292.\]
  2. 求 $y$ 与 $x$ 的线性回归方程,并预测GLU指标 $y=9.8$ 时BMI值 $x$ 是多少?
    标注
    • 知识点
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      计数与概率
      >
      统计
      >
      回归分析
    答案
    $\hat y=-0.64+0.28x$
    解析
    利用线性回归($LinearModelFit$ 函数),可计算得\[\hat y=-0.64269+0.280117x,\]于是预测当 $y=9.8$ 时,BMI值为 $37.3$.
  3. 根据长期研究表明,空腹血糖GLU指标值 $y$ 服从正态分布 $N(\mu,\sigma^2)$,用样本平均数 $\overline y$ 作为 $\mu$ 的估计值 $\hat \mu$,用样本标准差 $s$ 作为 $\sigma$ 的估计值 $\hat\sigma$.若GLU指标值在 $(\mu-2\sigma,\mu+2\sigma)$ 之外,说明血糖异常,并称落在 $(\mu-2\sigma,\mu+2\sigma)$ 之外的GLU指标值为离群值,此时,寻找血糖异常,即产生离群值的原因.
    ① 利用估计值判断上述数据是否需要寻找产生离群值的原因;
    ② 剔除离群值,用剩下的数据估计GLU指标值的均值与标准差.(精确到 $0.01$)
    标注
    • 知识点
      >
      计数与概率
      >
      统计
      >
      数据的数字特征
    答案
    ① 需要;② 均值为 $5.46$,标准差为 $1.29$
    解析
    利用 $Mean$ 函数和 $StandardDeviation$ 函数,根据题意,有\[\hat\mu=5.8,\hat\delta=1.69384,\]于是有离群值 $9.5$,需要寻找产生离群值的原因;提出离群值后,有\[\hat\mu=5.46364,\hat\delta=1.2894.\]
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2 问题3 答案3 解析3 备注3
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