高一下📊 資料與不確定性
相關係數與迴歸直線
Correlation and Regression
公式
−1 ≤ r ≤ 1 | 迴歸直線通過 (x̄, ȳ)
相關係數量測「兩個變數的線性關聯強度」。相關不等於因果。
白話解釋
兩組成對資料畫成散布圖後,可以用**相關係數 r** 量化它們的線性關聯。
r 的範圍是 **−1 到 1**: r 接近 1 → 強正相關(一個增另一個也增,點接近一條上升直線); r 接近 −1 → 強負相關; r 接近 0 → 沒有**線性**關係。
特別注意「線性」兩個字。r ≈ 0 只代表沒有直線關係,資料仍可能有很強的曲線關係(例如完美的拋物線,r 可能接近 0)。所以看 r 之前一定要先看散布圖。
**迴歸直線**是最能代表這堆點的直線(用最小平方法找出來),它必定通過**平均點 (x̄, ȳ)**。這個性質常出現在計算題裡。
這一節最重要的觀念不是計算,而是:**相關不等於因果**。冰淇淋銷量和溺水人數高度相關,但不是因果關係——兩者都被「夏天」這個第三變數驅動。看到統計相關就推論因果,是新聞和廣告最常見的謬誤。
另外,r 對**離群值**很敏感。一兩個極端點就可能讓 r 從接近 0 變成接近 1,所以務必先看圖。
什麼時候用
分析兩變數關係、預測趨勢、判讀研究報告。
最容易錯的地方
- 由相關直接推論因果。
- r ≈ 0 就斷定兩變數無關(可能是非線性關係)。
- 沒看散布圖就相信 r,忽略離群值的影響。
例題 · 3 題
先自己算,再看解答——這樣才有效。
- 1
相關係數 r 的最大值是多少?
- 2
r = −0.9 代表強正相關還是強負相關?
- 3
x̄ = 5、ȳ = 12,迴歸直線一定通過的點是 (5, ?),? 是多少?