内容正文:
5.1.4 用样本估计总体
第2课时
问题1 阅读课本本节内容,回答下列问题:
整体概览
(1)本节课要学的内容是用样本估计总体的第二课时,主要研究用样本的分部估计总体的分部.
(1)本节将要研究哪类问题?
(2)本节要研究的问题在数学中的地位是怎样的?
问题1 阅读课本本节内容,回答下列问题:
整体概览
(2)本节课之前统计的内容,可以归结为描述统计学的范畴,主要讨论的是怎样收集、整理和分析.本课时的内容可以归结为推断统计学的范畴,主要讨论的是如何根据样本数据得到总体的信息,从而为相关的决策提供指导.本小节的重点是帮助学生理解用样本的分布估计总体的分布,体会统计思想与确定性思维的差异.
(1)本节将要研究哪类问题?
(2)本节要研究的问题在数学中的地位是怎样的?
3
新知探究
问题2 通过对某中学1257名高一学生期中考试的数学成绩(具体数据参见课本)进行整理,可以得到如下数据,并由此可作出频率分布直方图和折线图,如图所示.
分组 频数 频率
[40,50) 7 0.01
[50,60) 65 0.05
[60,70) 276 0.22
[70,80) 480 0.38
[80,90) 330 0.26
[90,100) 99 0.08
新知探究
如果从上述问题中提到的数据中,抽取两个容量为100的样本(分别记为样本A,样本B),则可以得到如下频数、频率对应表,对应的频率分布直方图如下.
分组 总体 样本A 样本B
频数 频率 频数 频率 频数 频率
[40,50) 7 0.01 0 0 0 0
[50,60) 65 0.05 5 0.05 8 0.08
[60,70) 276 0.22 23 0.23 21 0.21
[70,80) 480 0.38 37 0.37 43 0.43
[80,90) 330 0.26 27 0.27 19 0.19
[90,100) 99 0.08 8 0.08 9 0.09
新知探究
如果从上述问题中提到的数据中,抽取两个容量为100的样本(分别记为样本A,样本B),则可以得到如下频数、频率对应表,对应的频率分布直方图如下.
如果样本的容量恰当,抽样方法又合理,在容许一定误差存在的前提下,可以用样本的分布估计总体的分布.分布的估计一般也有误差,
追问:总体的分布是否也可以用样本的分布来近似刻画呢?
不等于零,同样,大数定律可以保证,当样本的容量越来越大时,上式很小的可能性将越来越大.
新知探究
如果总体每一组的
,
,样本在每一组对的频率记为
频率记为
.一般来说,
新知探究
例 我国是世界上严重缺水的国家之一,某市为了制定合理的节水方案,对家庭用水情况进行了调查,通过抽样,获得了某年100个家庭的月均用水量(单位:t),将数据按照[0,1),[1,2),[2,3),[3,4),[4,5)分成了5组,
制成了如图所示频率分布直方图.
(1)求图中a的值;
(2)设该市有10万个家庭,估计全市月均用水量不低于3t的家庭数;
(3)假设同组的每个数据都用该组区间的中点值代替,估计全市家庭月均用水量的平均数.
新知探究
(1)因为频率分布直方图所有举行的面积之和为1,所以
(0.12+0.22+0.36+a+0.12)×1=1
解得a=0.18
(2)抽取的样本中,月均用水量不低于3t的家庭所占比例为
(a+0.12)×1=0.3
因此估计全市月均用水量不低于3t的家庭所占比例也为30%,所求家庭数为100 000×30%=30 000.
新知探究
(3)因为
0.12×0.5+0.22×1.5+0.36×2.5+0.18×3.5+0.12×4.5=2.46,
估计全市家庭月均用水量的平均数为2.46.
新知探究
在一段时间内有2000辆车通过高速公路上的某处,现随机抽取其中的200辆进行车速统计,统计结果如右面的频率分布直方图所示.
(Ⅰ)求直方图中x的值;
(Ⅱ)若该处高速公路规定正常行驶速度为90 km/h~120 km/h,试估计2000辆车中,在这段时间内以正常速度通过该处的汽车约有多少辆.
(Ⅰ)x=0.02 (Ⅱ)2000×(0.030+0.035+0.020)=1700(辆)
归纳小结
问题3 体会样本与总体的关系,体验用样本的分布估计总体的分布.
用样本估计总体,21世纪的世界是海量数据存在并高速增长的世界,数据的重要性非同一般.这一大节特别梳理清楚数据、总体、样本这三者这间的关系,画频率分布直观图也好,计算样本平均数、样本标准差也好,……,都不是就是论事的讨论样本数据,而同时要体现“估计总体”,从而突出“用局部估计总体”的思想.
作业:教科书习题5-1C:1,2题.
作业布置
目标检测
为了解中学300名男生的身高情况,随机抽取若干名男生