高中数学必修3 变量间的相关关系教案 教学分析 教材通过收集实际问题中两个有关联变量的数据作出散点图,并利用散点图 直观地认识变量间的相关关系 值得注意的是:散点图直观地描述了两个变量之间有没有相关关系,教学中 指导学生作出散点图,并利用散点图直观认识两变量的相关关系 三维目标 1.通过收集现实问题中两个有关联变量的数据认识变量间的相关关系 2.明确事物间的相互联系.认识现实生活中变量间除了存在确定的关系外 仍存在大量的非确定性的相关关系,并利用散点图直观体会这种相关关系 3.通过讨论相关关系,培养学生普遍联系的思想 重点难点 教学重点:通过收集现实问题中两个有关联变量的数据直观认识变量间的相 关关系;利用散点图直观认识两个变量之间的线性关系 教学难点:变量之间相关关系的理解 课时安排 1课时 教学过程 导入新课 思路1.在学校里,老师经常这样对学生说:“如果你的数学成绩好,那么 你的物理学习就不会有什么大问题.”按照这种说法,似乎学生的物理成绩与数 学成绩之间存在着一种相关关系.这种说法有没有根据呢?教师点出课题 思路2.某地区的环境条件适合天鹅栖息繁衍,有人经统计发现了一个有趣 的现象,如果村庄附近栖息的天鹅多,那么这个村庄的婴儿出生率也高,天鹅少 的地方婴儿的出生率也低,于是,他就得出一个结论:天鹅能够带来孩子.你认 为这样得到的结论可靠吗?如何证明这个结论的可靠性?教师点出课题 推进新课 新知探究 提出问题 1.粮食产量与施肥量有关系吗?“名师出高徒”可以解释为教师的水平越 高,学生的水平也越高.教师的水平与学生的水平有什么关系?你能举出更多的 描述生活中两个变量的相关关系的例子吗? 2.两个变量间的关系有几种?什么是相关关系? 3.怎样判断两个变量间的相关关系? 4.什么是正相关、负相关? 讨论结果 1.粮食产量与施肥量有关系,一般是在标准范围内,施肥越多,粮食产量
1 高中数学必修 3 变量间的相关关系 教案 教学分析 教材通过收集实际问题中两个有关联变量的数据作出散点图,并利用散点图 直观地认识变量间的相关关系. 值得注意的是:散点图直观地描述了两个变量之间有没有相关关系,教学中 指导学生作出散点图,并利用散点图直观认识两变量的相关关系. 三维目标 1.通过收集现实问题中两个有关联变量的数据认识变量间的相关关系. 2.明确事物间的相互联系.认识现实生活中变量间除了存在确定的关系外, 仍存在大量的非确定性的相关关系,并利用散点图直观体会这种相关关系. 3.通过讨论相关关系,培养学生普遍联系的思想. 重点难点 教学重点:通过收集现实问题中两个有关联变量的数据直观认识变量间的相 关关系;利用散点图直观认识两个变量之间的线性关系. 教学难点:变量之间相关关系的理解. 课时安排 1 课时 教学过程 导入新课 思路 1.在学校里,老师经常这样对学生说:“如果你的数学成绩好,那么 你的物理学习就不会有什么大问题.”按照这种说法,似乎学生的物理成绩与数 学成绩之间存在着一种相关关系.这种说法有没有根据呢?教师点出课题. 思路 2.某地区的环境条件适合天鹅栖息繁衍,有人经统计发现了一个有趣 的现象,如果村庄附近栖息的天鹅多,那么这个村庄的婴儿出生率也高,天鹅少 的地方婴儿的出生率也低,于是,他就得出一个结论:天鹅能够带来孩子.你认 为这样得到的结论可靠吗?如何证明这个结论的可靠性?教师点出课题. 推进新课 新知探究 提出问题 1.粮食产量与施肥量有关系吗?“名师出高徒”可以解释为教师的水平越 高,学生的水平也越高.教师的水平与学生的水平有什么关系?你能举出更多的 描述生活中两个变量的相关关系的例子吗? 2.两个变量间的关系有几种?什么是相关关系? 3.怎样判断两个变量间的相关关系? 4.什么是正相关、负相关? 讨论结果: 1.粮食产量与施肥量有关系,一般是在标准范围内,施肥越多,粮食产量
越高;教师的水平与学生的水平有关系,通常是教师的水平越高,学生的水平往 往也越高.像这种关系称为相关关系 我们还可以举出现实生活中存在的许多相关关系的例子.例如: 商品销售收入与广告支出经费之间的关系.商品销售收入与广告支出经费有 着密切的联系,但商品销售收入不仅与广告支出多少有关,还与商品质量、居民 收入等因素有关 粮食产量与施肥量之间的关系是:在一定范围内,施肥量越大,粮食产量就 越高.但是,施肥量并不是决定粮食产量的唯一因素.因为粮食产量还要受到土 壤质量、降雨量、田间管理水平等因素的影响. 2.变量与变量之间的关系常见的有两类:一类是确定性的函数关系,像正 方形的边长a和面积S的关系.另一类是变量间确实存在关系,但又不具备函数 关系所要求的确定性,它们的关系是带有随机性的,即相关关系 3.我们先看下面的例子: 在一次对人体脂肪含量和年龄关系的研究中,研究人员获得了一组样本数 据 年龄 9.5 17.8 21.2 25.9 27.5 26.3 28.2 年龄 53 54 56 57 58 60 61 29.6 30.2 31.4 33.5 35.234.6 分析数据:大体上来看,随着年龄的增加,人体中脂肪的百分比也在増加 以年龄ⅹ的取值作横坐标,把相应的脂肪含量y的值作纵坐标,在直角坐标 系中描点(x,y)(i=1,2,3,…,14),如下图所示,这样的图形叫做散点图 脂肪含量 40 30 20 20253035404550556065年龄 从散点图我们可以看出,年龄越大,体内脂肪含量越高.图中点的趋势表明 两个变量之间存在相关关系,这个图支持了我们从数据表中得出的结论 如果所有的样本点都落在某一函数曲线上,就用该函数来描述变量之间的关 系,即变量之间具有函数关系.如果所有的样本点都落在某一函数曲线附近,变 量之间就有相关关系.如果所有的样本点都落在某一直线附近,变量之间就有线 性相关关系 4.具有相关关系的两个变量x与y,如果x的值由小变大时,y的值也在由 小变大,这种相关称为正相关.反之,如果一个变量的值由小变大时另一个变量 的值由大变小,这种相关称为负相关 如果散点图中的点散布在从左下角到右上角的区域内,称为正相关.如果散 点图中的点散布在从左上角到右下角的区域内,称为负相关.(注:散点图的点 如果几乎没有什么规则,则这两个变量之间不具有相关关系) 2
2 越高;教师的水平与学生的水平有关系,通常是教师的水平越高,学生的水平往 往也越高.像这种关系称为相关关系. 我们还可以举出现实生活中存在的许多相关关系的例子.例如: 商品销售收入与广告支出经费之间的关系.商品销售收入与广告支出经费有 着密切的联系,但商品销售收入不仅与广告支出多少有关,还与商品质量、居民 收入等因素有关. 粮食产量与施肥量之间的关系是:在一定范围内,施肥量越大,粮食产量就 越高.但是,施肥量并不是决定粮食产量的唯一因素.因为粮食产量还要受到土 壤质量、降雨量、田间管理水平等因素的影响. 2.变量与变量之间的关系常见的有两类:一类是确定性的函数关系,像正 方形的边长 a 和面积 S 的关系.另一类是变量间确实存在关系,但又不具备函数 关系所要求的确定性,它们的关系是带有随机性的,即相关关系. 3.我们先看下面的例子: 在一次对人体脂肪含量和年龄关系的研究中,研究人员获得了一组样本数 据: 年龄 23 27 38 41 45 49 50 脂肪 9.5 17.8 21.2 25.9 27.5 26.3 28.2 年龄 53 54 56 57 58 60 61 脂肪 29.6 30.2 31.4 30.8 33.5 35.2 34.6 分析数据:大体上来看,随着年龄的增加,人体中脂肪的百分比也在增加. 以年龄 x 的取值作横坐标,把相应的脂肪含量 y 的值作纵坐标,在直角坐标 系中描点(xi,yi)(i=1,2,3,…,14),如下图所示.这样的图形叫做散点图. 从散点图我们可以看出,年龄越大,体内脂肪含量越高.图中点的趋势表明 两个变量之间存在相关关系,这个图支持了我们从数据表中得出的结论. 如果所有的样本点都落在某一函数曲线上,就用该函数来描述变量之间的关 系,即变量之间具有函数关系.如果所有的样本点都落在某一函数曲线附近,变 量之间就有相关关系.如果所有的样本点都落在某一直线附近,变量之间就有线 性相关关系. 4.具有相关关系的两个变量 x 与 y,如果 x 的值由小变大时,y 的值也在由 小变大,这种相关称为正相关.反之,如果一个变量的值由小变大时另一个变量 的值由大变小,这种相关称为负相关. 如果散点图中的点散布在从左下角到右上角的区域内,称为正相关.如果散 点图中的点散布在从左上角到右下角的区域内,称为负相关.(注:散点图的点 如果几乎没有什么规则,则这两个变量之间不具有相关关系)
应用示例 思路1 例设某地10户家庭的年收入和年饮食支出的统计资料如下表 8 万元 年饮 食支09 出y/ 02.11.91.82.1 万元 (1)画出散点图 (2)根据散点图判断x与y之间是否具有相关关系 分析:根据散点图中各点的分布情况判断x与y之间是否具有相关关系 解:(1)散点图,如下图所示 (2)观察散点图知,各点在一次函数图象(直线)的附近,所以x与y之间具 有相关关系,并且是正相关 点评:画散点图时应注意合理选择单位长度,避免图形过大或偏小,或者是 点的坐标在坐标系中画不准,使图形失真,导致得出错误结论
3 应用示例 思路 1 例 设某地 10 户家庭的年收入和年饮食支出的统计资料如下表: 年收 入 x/ 万元 2 4 4 6 6 6 7 7 8 10 年饮 食支 出 y/ 万元 0.9 1.4 1.6 2.0 2.1 1.9 1.8 2.1 2.2 2.3 (1)画出散点图; (2)根据散点图判断 x 与 y 之间是否具有相关关系. 分析:根据散点图中各点的分布情况判断 x 与 y 之间是否具有相关关系. 解:(1)散点图,如下图所示. (2)观察散点图知,各点在一次函数图象(直线)的附近,所以 x 与 y 之间具 有相关关系,并且是正相关. 点评:画散点图时应注意合理选择单位长度,避免图形过大或偏小,或者是 点的坐标在坐标系中画不准,使图形失真,导致得出错误结论
变式训练 5名学生的数学和物理成绩如下表 学生 A C E 中 科 数学 物理 70 画出散点图,并判断它们是否有相关关系 解:以ⅹ轴表示数学成绩,y轴表示物理成绩,可得相应的散点图 y物理成绩 O5060708090x数学成绩 观察散点图知,数学成绩与物理成绩具有相关关系,并且是正相关 思路2 例有关法律规定,香烟盒上必须印上“吸烟有害健康”的警示语.吸烟是 否一定会引起健康问题?你认为“健康问题不一定是由吸烟引起的,所以可以吸 烟”的说法对吗? 解:从已经掌握的知识来看,吸烟会损害身体的健康,但是除了吸烟之外, 还有许多其他的随机因素影响身体健康,人体健康是很多因素共同作用的结 果.我们可以找到长寿的吸烟者,也更容易发现由于吸烟而引发的患病者,所以 吸烟不一定引起健康问题.但吸烟引起健康问题的可能性大.因此“健康问题不 定是由吸烟引起的,所以可以吸烟”的说法是不对的 点评:在探究研究的过程中,如果能够从两个变量的观察数据之间发现相关 关系是极为有意义的,由此可以进一步研究二者之间是否蕴涵因果关系,从而发 现引起这种相关关系的本质原因是什么.本题的意义在于引导学生重视对统计结 果的解释,从中发现进一步研究的问题. 变式训练 下列关系中,带有相关关系的是 ①正方形的边长与面积之间的关系 ②水稻产量与施肥量之间的关系 ③人的身高与年龄之间的关系 降雪量与交通事故的发生率之间的关系 分析:两变量之间的关系有两种:函数关系与带有随机性的相关关系.①正 方形的边长与面积之间的关系是函数关系.②水稻产量与施肥量之间的关系不是 严格的函数关系,但是具有相关性,因而是相关关系.③人的身高与年龄之间的 关系既不是函数关系,也不是相关关系,因为人的年龄达到一定时期身高就不发
4 变式训练 5 名学生的数学和物理成绩如下表: 画出散点图,并判断它们是否有相关关系. 解:以 x 轴表示数学成绩,y 轴表示物理成绩,可得相应的散点图. 观察散点图知,数学成绩与物理成绩具有相关关系,并且是正相关. 思路 2 例 有关法律规定,香烟盒上必须印上“吸烟有害健康”的警示语.吸烟是 否一定会引起健康问题?你认为“健康问题不一定是由吸烟引起的,所以可以吸 烟”的说法对吗? 解:从已经掌握的知识来看,吸烟会损害身体的健康,但是除了吸烟之外, 还有许多其他的随机因素影响身体健康,人体健康是很多因素共同作用的结 果.我们可以找到长寿的吸烟者,也更容易发现由于吸烟而引发的患病者,所以 吸烟不一定引起健康问题.但吸烟引起健康问题的可能性大.因此“健康问题不 一定是由吸烟引起的,所以可以吸烟”的说法是不对的. 点评:在探究研究的过程中,如果能够从两个变量的观察数据之间发现相关 关系是极为有意义的,由此可以进一步研究二者之间是否蕴涵因果关系,从而发 现引起这种相关关系的本质原因是什么.本题的意义在于引导学生重视对统计结 果的解释,从中发现进一步研究的问题. 变式训练 下列关系中,带有相关关系的是________. ①正方形的边长与面积之间的关系 ②水稻产量与施肥量之间的关系 ③人的身高与年龄之间的关系 ④降雪量与交通事故的发生率之间的关系 分析:两变量之间的关系有两种:函数关系与带有随机性的相关关系.①正 方形的边长与面积之间的关系是函数关系.②水稻产量与施肥量之间的关系不是 严格的函数关系,但是具有相关性,因而是相关关系.③人的身高与年龄之间的 关系既不是函数关系,也不是相关关系,因为人的年龄达到一定时期身高就不发
生明显变化了,因而它们不具备相关关系.④降雪量与交通事故的发生率之间具 有相关关系,因此填②④ 答案:②④ 知能训练 1.一个车间为了规定工时定额,需要确定加工零件所花费的时间,为此进 行了10次试验,收集数据如下: 零件 数x/102030405060708090100 个 加工 时间|62 6875818995102108115122 y/mi (1)画出散点图 (2)关于加工零件的个数与加工时间,你能得出什么结论? 解:(1)散点图如下图 加工时间/min 120 100 102030405060708090100 零件个数个 (2)加工零件的个数与所花费的时间具有相关关系,并且是正相关 2.有时候,一些东西吃起来口味越好,对我们的身体越有害.下表给出了 不同类型的某种食品的数据.第二列表示此种食品所含热量的百分比,第三列数 据表示由一些美食家以百分制给出的对此种食品口味的评价: 品牌 所含热量的百分比口味记录
5 生明显变化了,因而它们不具备相关关系.④降雪量与交通事故的发生率之间具 有相关关系,因此填②④. 答案:②④ 知能训练 1.一个车间为了规定工时定额,需要确定加工零件所花费的时间,为此进 行了 10 次试验,收集数据如下: 零件 数 x/ 个 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 加工 时间 y/mi n 62 68 75 81 89 95 102 108 115 122 (1)画出散点图; (2)关于加工零件的个数与加工时间,你能得出什么结论? 解:(1)散点图如下图: (2)加工零件的个数与所花费的时间具有相关关系,并且是正相关. 2.有时候,一些东西吃起来口味越好,对我们的身体越有害.下表给出了 不同类型的某种食品的数据.第二列表示此种食品所含热量的百分比,第三列数 据表示由一些美食家以百分制给出的对此种食品口味的评价: 品牌 所含热量的百分比 口味记录