本题导读

本题考查样本相关系数,以及散点图与线性相关。

📌【题干】

Question

(2024年天津卷)下列散点图中,相关性系数最大的是 (  )

🔍【思路分析】

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  1. 明确相关系数 的代数性质与几何空间对应:
  • 数域范围: 。
  • 符号(看方向):点云呈“左下向右上”延伸 正相关( );点云呈“左上向右下”延伸 负相关( )。
  • 大小(看胖瘦):点云越紧密地向某一条虚构的直线收拢,说明线性相关程度越强, 越接近于 1;点云越分散、越像一个圆盘,说明线性相关程度越弱, 越接近于 0。
  1. 咬准“最大”的陷阱核心: 题目问的是相关系数 的数值最大,而不是“相关程度最强(绝对值最大)”。 因此,我们应当在所有选项中优先寻找**“整体趋势向上( ),且点云分布最窄、最紧密贴合直线( 逼近 )”**的散点图。

✅【答案】

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A

✍【详细解析】

Abstract

根据四幅散点图的通用统计学分布模型进行逐一判定:

  • A 选项的散点图: 数据散点整体呈现明显的从左下方向右上方延伸的姿态,这表明两个变量之间存在正线性相关关系(即 )。同时,这些散点非常紧密、集中地围绕在某条正斜率直线的两侧,没有大面积的离散。这说明其线性相关程度极强,样本相关系数 的数值非常高,极度逼近其理论上限值 1。

  • 其他选项的散点图:

  • 部分选项的散点分布杂乱无章,呈沙盘圆盘状或无规则平铺,这表明两变量之间几乎不相关,相关系数 ;

  • 部分选项的散点呈现从左上方向右下方的下滑趋势,这属于典型的负线性相关。虽然它们也可能贴合得很紧密(例如 ),但因为带负号,在实数轴的比对中,负数显然远小于 A 选项的高正数。

综合比对实数轴上的大小:

因此,A 选项散点图所对应的相关系数 的数值最大。

故选:A。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:散点图分布性状的识读、样本相关系数 符号与绝对值的几何意义映射。
  2. 核心方法:图像趋势方向与收拢度复合分析法。
  3. 避坑指南:
  • 掉入“绝对值”偷换概念陷阱:这是本题最经典也唯一的丢分雷区。部分考生容易将**“相关系数最大”与“相关程度最强”**混为一谈。
    • 如果题目问**“相关程度最强”**,它是管绝对值 的。哪怕图像是极度紧密的下滑负相关( ),由于它的点云最瘦,其相关程度也完胜那些稀疏的正相关图形。
    • 但题目问的是**“相关系数本身最大”**,带负号的强相关图(如 )在代数比对上会被正相关图(如 )直接简化处理。牢记口诀:“问系数先看正负再看胖瘦,问程度只看点云是胖是瘦”。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 本题源自教材选择性必修第三册第八章《成对数据的统计分析》中一元线性回归模型与相关系数的课后概念辨析题。属于高考卷中考查数据直观、图表阅读能力的送分题。
  2. 结论推广: 在现代数据科学和机器学习中,相关系数(通常指皮尔逊相关系数 )是衡量两组特征之间线性重合度的最基本算子。反映在几何视觉上, 对应于所有散点完美无误差地落在一条正斜率直线上; 对应于完美无误差地落在一条负斜率直线上。通过散点图的几何构型来逆推特征权重,是训练数据直觉的重要一环。

🔗【关联脉络】

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