第2节 用样本估计总体-【金版教程】2025年高考数学一轮复习解决方案课件PPT（新教材，基础版）

第十章　统计与成对数据的统计分析 第二节　用样本估计总体 课标解读 考向预测 1.会用统计图表对总体进行估计，会求n个数据的第p百分位数. 2.能用样本的数字特征估计总体集中趋势和总体离散程度. 用样本估计总体在高考中出题频率较高，常结合频率分布直方图、样本的数字特征出题．预计2025年高考将会以与统计图表的识读、成对数据的统计分析相综合的形式呈现. 目录 必备知识——强基础 考点探究——提素养 课时作业 必备知识——强基础 目录 p% 25 75 * 1．总体百分位数的估计 (1)第p百分位数的定义 一般地，一组数据的第p百分位数是这样一个值，它使得这组数据中至少有eq \x(\s\up1(01))____的数据小于或等于这个值，且至少有(100－p)%的数据大于或等于这个值． (2)四分位数 常用的分位数有第25百分位数，第50百分位数(即中位数)，第75百分位数．这三个分位数把一组由小到大排列后的数据分成四等份，因此称为四分位数．其中第eq \x(\s\up1(02))____百分位数也称为第一四分位数或下四分位数，第eq \x(\s\up1(03))____百分位数也称为第三四分位数或上四分位数． 目录 出现次数最多 最中间 * 2．样本的数字特征 (1)众数：一组数据中eq \x(\s\up1(04))_______________的那个数据，叫做这组数据的众数． (2)中位数：把n个数据按大小顺序排列，处于eq \x(\s\up1(05))_______位置的一个数据(或最中间两个数据的平均数)叫做这组数据的中位数． (3)平均数：把eq \x(\s\up1(06))______________称为a1，a2，…，an这n个数的平均数． (4)标准差与方差：设一组数据x1，x2，x3，…，xn的平均数为eq \o(x,\s\up16(－))，则这组数据的标准差和方差分别是s＝eq \r(\f(1,n)[（x1－\o(x,\s\up16(－))）2＋（x2－\o(x,\s\up16(－))）2＋…＋（xn－\o(x,\s\up16(－))）2])， s2＝eq \f(1,n)[(x1－eq \o(x,\s\up16(－)))2＋(x2－eq \o(x,\s\up16(－)))2＋…＋(xn－eq \o(x,\s\up16(－)))2]． eq \f(a1＋a2＋…＋an,n) 目录 总体均值 总体方差 总体标准差 * 3．总体平均数、方差、标准差与样本平均数、方差、标准差 名称 定义 总体均值(总体平均数)、方差、标准差 一般式：如果总体中有N个个体，它们的变量值分别为Y1，Y2，…，YN，则称eq \o(Y,\s\up16(－))＝eq \f(Y1＋Y2＋…＋YN,N)＝eq \f(1,N) eq \o(∑,\s\up16(N),\s\do16(i＝1))Yi为eq \x(\s\up1(07))_________，又称总体平均数，称S2＝eq \f(1,N) eq \o(∑,\s\up16(N),\s\do16(i＝1)) (Yi－eq \o(Y,\s\up16(－)))2为eq \x(\s\up1(08))_________，S＝eq \r(S2)为eq \x(\s\up1(09))_________ 目录 样本均值， 样本方差 样本标准差 * 样本均值(样本平均数)、方差、标准差 如果从总体中抽取一个容量为n的样本，它们的变量值分别为y1，y2，…，yn，则称eq \o(y,\s\up16(－))＝eq \f(y1＋y2＋…＋yn,n)＝eq \f(1,n) eq \o(∑,\s\up16(n),\s\do16(i＝1))yi为eq \x(\s\up1(12))_______________，又称样本平均数，称s2＝eq \f(1,n) eq \o(∑,\s\up16(n),\s\do16(i＝1)) (yi－eq \o(y,\s\up16(－)))2为eq \x(\s\up1(13))______________，s＝eq \r(s2)为eq \x(\s\up1(14))______________ 说明：(1)在简单随机抽样中，我们常用样本平均数、方差、标准差去估计总体平均数、方差、标准差. (2)总体平均数、方差、标准差是一个确定的数，样本平均数、方差、标准差具有随机性(因为样本具有随机性). (3)一般情况下，样本量越大，估计越准确 目录 * 1．频率分布直方图与众数、中位数、平均数的关系 (1)最高的小长方形底边中点的横坐标即是众数． (2)中位数左边和右边的小长方形的面积和是相等的． (3)平均数是频率分布直方图的“重心”，等于频率分布直方图中每个小长方形的面积乘以小长方形底边中点的横坐标之和． 2．平均数、方差的公式推广 若数据x1，x2，…，xn的平均数为eq \o(x,\s\up16(－))，方差为s2，那么mx1＋a，mx2＋a，mx3＋a，…，mxn＋a的平均数是meq \o(x,\s\up16(－))＋a，方差为m2s2. 目录 √ × × 答案 * 1．概念辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)对一组数据来说，平均数和中位数总是非常接近．(　　) (2)一组数据的方差越大，说明这组数据越集中．(　　) (3)在频率分布直方图中，最高的小长方形底边中点的横坐标是众数．(　　) 目录 答案 解析 * 2．小题热身 (1)(人教A必修第二册习题9.2 T1改编)下列一组数据的第25百分位数是(　　) 2．1，3.0，3.2，3.8，3.4，4.0，4.2，4.4，5.3，5.6 A．3.2 B．3.0 C．4.4 D．2.5 解析　把该组数据按照由小到大的顺序排列，可得2.1，3.0，3.2，3.4，3.8，4.0，4.2，4.4，5.3，5.6，由i＝10×25%＝2.5，不是整数，得第3个数据3.2是第25百分位数． 目录 答案 * (2)(多选)(人教B必修第二册习题5－1B T3改编)给出一组数据：1，3，3，5，5，5，下列说法正确的是(　　) A．这组数据的极差为4 B．这组数据的平均数为3 C．这组数据的中位数为4 D．这组数据的众数为3和5 目录 解析 * 解析　这组数据的极差为5－1＝4，A正确；这组数据的平均数为eq \f(1＋3×2＋5×3,6)＝eq \f(11,3)，B错误；这组数据的中位数为eq \f(3＋5,2)＝4，C正确；这组数据的众数为5，D错误． 目录 1013 解析 答案 * 解析　由比例分配的分层随机抽样的知识可知，从第一、二、三分厂抽取的电子产品件数分别为25，50，25，则抽取的100件产品的平均使用寿命为eq \f(1,100)×(980×25＋1020×50＋1032×25)＝1013(h)． (3)(人教B必修第二册练习B T4改编)某企业有3个分厂生产同一种电子产品，第一、二、三分厂的产量之比为1∶2∶1，用比例分配的分层随机抽样的方法从3个分厂生产的电子产品中共抽取100件进行使用寿命的测试，由所得的测试结果算得从第一、二、三分厂取出的产品的平均使用寿命分别为980 h，1020 h，1032 h，则抽取的100件产品的平均使用寿命为________ h. 目录 65 67 解析 答案 * 解析　因为最高小长方形底边中点的横坐标为65，所以众数为65；平均数eq \o(x,\s\up16(－))＝(55×0.030＋65×0.040＋75×0.015＋85×0.010＋95×0.005)×10＝67. (4)已知一组数据的频率分布直方图如图，则众数是________，平均数是________． 考点探究——提素养 目录 答案 * 考点一　百分位数的计算 例1　(1)(2023·江苏南通海安质量监测)“双减”政策实施后，学生的课外阅读增多．某班50名学生到图书馆借书数量统计如下： 借书数量/本 5 6 7 8 9 10 频数/人 5 8 13 11 9 4 则这50名学生的借书数量的上四分位数是(　　) A．8 B．8.5 C．9 D．10 目录 解析 * 解析　由50×75%＝37.5，故第75百分位数为借书数量从小到大排序后的第38个，又5＋8＋13＋11＝37<38<5＋8＋13＋11＋9＝46，故上四分位数(第75百分位数)是9. 目录 92 答案 * (2)某校为了了解高三年级学生的身体素质状况，在开学初举行了一场身体素质体能测试，以便对体能不达标的学生进行有针对性的训练，促进他们体能的提升，现从整个年级测试成绩中抽取100名学生的测试成绩，并把测试成绩分成[40，50)，[50，60)，[60，70)，[70，80)，[80，90)，[90，100]六组，绘制成频率分布直方图(如图所示)．其中分数在[90，100]这一组内的纵坐标为a，则该次体能测试成绩的80%分位数约为________分． 目录 解析 * 解析　由频率分布直方图知，10×(0.002＋0.004＋0.014＋0.020＋a＋0.035)＝1，得a＝0.025.因为0.02＋0.04＋0.14＋0.20＋0.35＝0.75，所以该次体能测试成绩的80%分位数落在[90，100]内，设其为x，则由(x－90)×0.025＝0.05，解得x＝92. 目录 * 【通性通法】 计算一组n个数据第p百分位数的步骤 目录 答案 * 【巩固迁移】 1．为了养成良好的运动习惯，某人记录了自己一周内每天的运动时长(单位：分钟)，分别为53，57，45，61，79，49，x，若这组数据的第80百分位数与第60百分位数的差为3，则x＝(　　) A．58或64 B．59或64 C．58 D．59 目录 解析 * 解析　将已知的6个数从小到大排序为45，49，53，57，61，79.若x≤57，则这组数据的第80百分位数与第60百分位数分别为61和57，它们的差为4，不符合条件；若x≥79，则这组数据的第80百分位数与第60百分位数分别为79和61，它们的差为18，不符合条件；若57<x<79，则这组数据的第80百分位数与第60百分位数分别为x和61(或61和x)，则|x－61|＝3，解得x＝58或x＝64.故选A. 目录 答案 解析 * 2．(2024·安徽十校联考)学校组织班级知识竞赛，某班的8名学生的成绩(单位：分)分别是68，63，77，76，82，88，92，93，则这8名学生成绩的75%分位数是(　　) A．88分 B．89分 C．90分 D．92分 解析　8名学生的成绩从小到大排列为63，68，76，77，82，88，92，93，因为8×75%＝6，所以75%分位数为第6个数和第7个数的平均数，即eq \f(1,2)×(88＋92)＝90(分)． 目录 答案 * 考点二　总体集中趋势的估计 例2　(1)(2024·山东临沂模拟)10名工人某天生产同一零件，生产的件数分别是15，17，14，10，15，17，17，16，14，12.设其平均数为a，中位数为b，众数为c，则(　　) A．a>b>c B．c>b>a C．c>a>b D．b>c>a 目录 解析 * 解析　将生产的件数由小到大排列为10，12，14，14，15，15，16，17，17，17，a＝eq \f(1,10)×(15＋17＋14＋10＋15＋17＋17＋16＋14＋12)＝14.7，b＝15，c＝17.因此c>b>a.故选B. 目录 答案 * (2)(多选)(2023·湖北荆州中学模拟)某公司为提高职工政治素养，对全体职工进行了一次时事政治测试，随机抽取了100名职工的成绩，并将其制成如图所示的频率分布直方图，以样本估计总体，则下列结论中正确的是(　　) A．该公司职工的测试成绩不低于60分的人数约占总人数的80% B．该公司职工测试成绩的中位数约为70分 C．该公司职工测试成绩的平均值约为68分 D．该公司职工测试成绩的众数约为60分 目录 解析 * 解析　对于A，该公司职工的测试成绩不低于60分的频率为(0.02＋0.015)×20＝0.70，∴该公司职工的测试成绩不低于60分的人数约占总人数的70%，故A错误；对于B，测试成绩在[20，60)的频率为(0.005＋0.01)×20＝0.3，测试成绩在[60，80)的频率为0.02×20＝0.4，∴该公司职工测试成绩的中位数约为60＋eq \f(0.5－0.3,0.4)×20＝70分，故B正确；对于C，该公司职工测试成绩的平均值约为eq \o(x,\s\up16(－))＝30×0.005×20＋50×0.01×20＋70×0.02×20＋90×0.015×20＝68分，故C正确；对于D，该公司职工测试成绩的众数约为eq \f(60＋80,2)＝70分，故D错误．故选BC. 目录 * 【通性通法】 频率分布直方图中的数字特征 (1)众数：最高矩形的底边中点的横坐标． (2)中位数：中位数左边和右边的矩形的面积和应该相等． (3)平均数：各组区间的中点值与对应频率之积的和． 目录 * 【巩固迁移】 3．某市市民用水拟实行阶梯水价，每人月用水量中 不超过w立方米的部分按4元/立方米收费，超出w立方 米的部分按10元/立方米收费，从该市随机调查了10000位 居民，获得了他们某月的用水量数据，整理得到如下频率分布直方图： (1)如果w为整数，那么根据此次调查，为使80%以上居民在该月的用水价格为4元/立方米，w至少定为多少？ (2)假设同组中的每个数据用该组区间的右端点值代替，当w＝3时，估计该市居民该月的人均水费． 目录 解 * 解析　(1)如题图所示，用水量在[0.5，2)的频率为(0.2＋0.3＋0.4)×0.5＝0.45，用水量在[0.5，3)的频率为(0.2＋0.3＋0.4＋0.5＋0.3)×0.5＝0.85. ∴用水量小于等于2立方米的频率为0.45，用水量小于等于3立方米的频率为0.85，又w为整数，∴为使80%以上的居民在该月的用水价格为4元/立方米，w至少定为3. (2)当w＝3时，该市居民该月的人均水费估计为(0.1×1＋0.15×1.5＋0.2×2＋0.25×2.5＋0.15×3)×4＋0.15×3×4＋[0.05×(3.5－3)＋0.05×(4－3)＋0.05×(4.5－3)]×10＝10.5(元)．即当w＝3时，该市居民该月的人均水费估计为10.5元． 目录 * 考点三　总体离散程度的估计 例3　甲、乙两名学生参加数学竞赛培训，现分别从他们在培训期间参加的若干次预赛成绩中随机抽取8次，记录如下： 甲 82 81 79 78 95 88 93 84 乙 92 95 80 75 83 80 90 85 (1)求两位学生预赛成绩的平均数和方差； (2)现要从中选派一人参加数学竞赛，从统计学的角度考虑，你认为选派哪位学生参加合适？请说明理由． 目录 解析 * 解　(1)eq \o(x,\s\up16(－))甲＝eq \f(1,8)×(82＋81＋79＋78＋95＋88＋93＋84)＝85， eq \o(x,\s\up16(－))乙＝eq \f(1,8)×(92＋95＋80＋75＋83＋80＋90＋85)＝85， seq \o\al(2,甲)＝eq \f(1,8)×[(82－85)2＋(81－85)2＋(79－85)2＋(78－85)2＋(95－85)2＋(88－85)2＋(93－85)2＋(84－85)2]＝35.5， seq \o\al(2,乙)＝eq \f(1,8)×[(92－85)2＋(95－85)2＋(80－85)2＋(75－85)2＋(83－85)2＋(80－85)2＋(90－85)2＋(85－85)2]＝41. (2)由(1)知eq \o(x,\s\up16(－))甲＝eq \o(x,\s\up16(－))乙，seq \o\al(2,甲)<seq \o\al(2,乙)， 甲的成绩较稳定，所以派甲参赛比较合适． 目录 * 【通性通法】 标准差(方差)反映了数据的离散与集中、波动与稳定的程度．标准差(方差)越大，数据的离散程度越大；标准差(方差)越小，数据的离散程度越小． 目录 * 【巩固迁移】 4．(2023·全国乙卷)某厂为比较甲、乙两种工艺对橡胶产品伸缩率的处理效应，进行10次配对试验，每次配对试验选用材质相同的两个橡胶产品，随机地选其中一个用甲工艺处理，另一个用乙工艺处理，测量处理后的橡胶产品的伸缩率．甲、乙两种工艺处理后的橡胶产品的伸缩率分别记为xi，yi(i＝1，2，…，10)．试验结果如下： 试验序号i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 伸缩率xi 545 533 551 522 575 544 541 568 596 548 伸缩率yi 536 527 543 530 560 533 522 550 576 536 记zi＝xi－yi(i＝1，2，…，10)，z1，z2，…，z10的样本平均数为eq \o(z,\s\up16(－))，样本方差为s2. 目录 * 试验序号i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 伸缩率xi 545 533 551 522 575 544 541 568 596 548 伸缩率yi 536 527 543 530 560 533 522 550 576 536 记zi＝xi－yi(i＝1，2，…，10)，z1，z2，…，z10的样本平均数为eq \o(z,\s\up16(－))，样本方差为s2. (1)求eq \o(z,\s\up16(－))，s2； (2)判断甲工艺处理后的橡胶产品的伸缩率较乙工艺处理后的橡胶产品的伸缩率是否有显著提高(如果eq \o(z,\s\up16(－))≥2eq \r(\f(s2,10))，则认为甲工艺处理后的橡胶产品的伸缩率较乙工艺处理后的橡胶产品的伸缩率有显著提高，否则不认为有显著提高)． 目录 解析 * 解　(1)eq \o(x,\s\up16(－))＝eq \f(1,10)×(545＋533＋551＋522＋575＋544＋541＋568＋596＋548)＝552.3， eq \o(y,\s\up16(－))＝eq \f(1,10)×(536＋527＋543＋530＋560＋533＋522＋550＋576＋536)＝541.3， eq \o(z,\s\up16(－))＝eq \o(x,\s\up16(－))－eq \o(y,\s\up16(－))＝552.3－541.3＝11， zi＝xi－yi的值分别为9，6，8，－8，15，11，19，18，20，12， 故s2＝eq \f(1,10)×[(9－11)2＋(6－11)2＋(8－11)2＋(－8－11)2＋(15－11)2＋(11－11)2＋(19－11)2＋(18－11)2＋(20－11)2＋(12－11)2]＝61. (2)由(1)知，eq \o(z,\s\up16(－))＝11，2eq \r(\f(s2,10))＝2eq \r(6.1)＝eq \r(24.4)，故有eq \o(z,\s\up16(－))≥2eq \r(\f(s2,10))，所以认为甲工艺处理后的橡胶产品的伸缩率较乙工艺处理后的橡胶产品的伸缩率有显著提高． 目录 　1.04 答案 * 考点四　分层随机抽样的均值与方差 例4　为调查某地区中学生每天的睡眠时间，采用样本量比例分配的分层随机抽样，现抽取初中生800人，其每天睡眠时间的均值为9小时，方差为0.5，抽取高中生1200人，其每天睡眠时间的均值为8小时，方差为1，则估计该地区中学生每天睡眠时间的方差为________． 目录 解析 * 解析　该地区中学生每天睡眠时间的平均数为eq \f(800,1200＋800)×9＋eq \f(1200,1200＋800)×8＝8.4(小时)，该地区中学生每天睡眠时间的方差为eq \f(800,1200＋800)×[0.5＋(9－8.4)2]＋eq \f(1200,1200＋800)×[1＋(8－8.4)2]＝1.04. 目录 * 【通性通法】 在分层随机抽样中，如果第一层的样本量为m，平均值为eq \o(x,\s\up16(－))，方差为seq \o\al(2,1)；第二层的样本量为n，平均值为eq \o(y,\s\up16(－))，方差为seq \o\al(2,2)，则样本的平均值为eq \o(w,\s\up16(－))＝eq \f(m\o(x,\s\up16(－))＋n\o(y,\s\up16(－)),m＋n)，样本的方差为s2＝eq \f(1,m＋n){m[seq \o\al(2,1)＋(eq \o(x,\s\up16(－))－eq \o(w,\s\up16(－)))2]＋n[seq \o\al(2,2)＋(eq \o(y,\s\up16(－))－eq \o(w,\s\up16(－)))2]}． 特别地，在比例分配的分层随机抽样中，我们可以直接用样本平均数eq \o(w,\s\up16(－))估计总体平均数eq \o(W,\s\up16(－))，用样本方差s2估计总体方差S2. 目录 答案 * 【巩固迁移】 5．(2023·安徽宣城模拟)某学校有男生400人，女生600人，为调查该校全体学生每天运动时间的情况，按照男女比例通过分层随机抽样的方法取到一个样本，样本中男生每天运动时间的平均值为80分钟，方差为10，女生每天运动时间的平均值为60分钟，方差为20.结合数据，估计该校全体学生每天运动时间的方差为(　　) A．15 B．16 C．96 D．112 目录 解析 * 解析　由题意，用比例分配的分层随机抽样的方式抽取样本，且该样本中男、女生的比为eq \f(400,600)＝eq \f(2,3)，不妨设抽取的男、女生人数分别为2n，3n，那么样本的总数为5n.则所有样本的平均值为eq \f(1,5n)×(80×2n＋60×3n)＝68，方差为eq \f(2n,5n)×[10＋(80－68)2]＋eq \f(3n,5n)×[20＋(60－68)2]＝112.故选D. 目录 72 答案 72 * 6．为了了解全区科级干部“党风廉政知识”的学习情况，采用比例分配的分层随机抽样方法，从全区320名正科级干部和1280名副科级干部中抽取40名科级干部预测全区科级干部“党风廉政知识”的学习情况．现将这40名科级干部分为正科级干部组和副科级干部组，利用同一份试卷分别进行测试．经过测试后，两组各自将测试成绩统计分析如下表： 分组 人数 平均成绩 正科级干部组 a 80 副科级干部组 b 70 则40名科级干部测试成绩的平均分eq \o(x,\s\up16(－))＝________． 目录 解析 * 解析　样本量与总体中的个体数的比为eq \f(40,320＋1280)＝eq \f(1,40)，则抽取的正科级干部人数a＝320×eq \f(1,40)＝8，副科级干部人数b＝1280×eq \f(1,40)＝32.所以这40名科级干部测试成绩的平均分eq \o(x,\s\up16(－))＝eq \f(80×8＋70×32,40)＝72. 课时作业 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 解析 * 一、单项选择题 1．(2023·天津河西区三模)学校组织班级知识竞赛，某班的12名学生的成绩(单位：分)分别是58，67，73，74，76，82，82，87，90，92，93，98，则这12名学生成绩的第三四分位数是(　　) A．88分 B．89分 C．90分 D．91分 解析　12名学生的成绩(单位：分)由小到大排列为58，67，73，74，76，82，82，87，90，92，93，98，∵12×75%＝9，∴这12名学生成绩的第三四分位数是eq \f(90＋92,2)＝91(分)． 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 * 2．(2024·重庆南开中学月考)为了解某高中学生的身高情况，按年级采用比例分配的分层随机抽样的方法抽取样本，抽到高一、高二、高三年级的学生人数分别为100，200，300，样本中高一、高二、高三这三个年级学生的平均身高分别为eq \o(x,\s\up16(－))，eq \o(y,\s\up16(－))，eq \o(z,\s\up16(－))，则估计该高中学生的平均身高为(　　) A．eq \f(1,6) eq \o(x,\s\up16(－))＋eq \f(1,3) eq \o(y,\s\up16(－))＋eq \f(1,2) eq \o(z,\s\up16(－)) B．eq \f(\o(x,\s\up16(－))＋\o(y,\s\up16(－))＋\o(z,\s\up16(－)),2) C．eq \f(1,2) eq \o(x,\s\up16(－))＋eq \f(1,3) eq \o(y,\s\up16(－))＋eq \f(1,6) eq \o(z,\s\up16(－)) D．eq \f(\o(x,\s\up16(－))＋\o(y,\s\up16(－))＋\o(z,\s\up16(－)),3) 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 解析 * 解析　样本量为100＋200＋300＝600，样本平均数为eq \f(100,600) eq \o(x,\s\up16(－))＋eq \f(200,600) eq \o(y,\s\up16(－))＋eq \f(300,600) eq \o(z,\s\up16(－))＝eq \f(1,6) eq \o(x,\s\up16(－))＋eq \f(1,3) eq \o(y,\s\up16(－))＋eq \f(1,2) eq \o(z,\s\up16(－))，所以估计该高中学生的平均身高为eq \f(1,6) eq \o(x,\s\up16(－))＋eq \f(1,3) eq \o(y,\s\up16(－))＋eq \f(1,2) eq \o(z,\s\up16(－)). 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 * 3．(2022·全国甲卷)某社区通过公益讲座以普及社区居民的垃圾分类知识．为了解讲座效果，随机抽取10位社区居民，让他们在讲座前和讲座后各回答一份垃圾分类知识问卷，这10位社区居民在讲座前和讲座后问卷答题的正确率如图： 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 * 则(　　) A．讲座前问卷答题的正确率的中位数小于70% B．讲座后问卷答题的正确率的平均数大于85% C．讲座前问卷答题的正确率的标准差小于讲座后正确率的标准差 D．讲座后问卷答题的正确率的极差大于讲座前正确率的极差 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 解析 * 解析　讲座前问卷答题的正确率的中位数为eq \f(70%＋75%,2)＝72.5%＞70%，故A错误；讲座后问卷答题的正确率只有一个是80%，4个是85%，剩下的全部大于等于90%，所以讲座后问卷答题的正确率的平均数大于85%，故B正确；讲座前问卷答题的正确率更加分散，所以讲座前问卷答题的正确率的标准差大于讲座后正确率的标准差，故C错误；讲座后问卷答题的正确率的极差为100%－80%＝20%，讲座前问卷答题的正确率的极差为95%－60%＝35%＞20%，故D错误．故选B. 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 解析 * 4．给定一组数据5，5，4，3，3，3，2，2，2，1，则这组数据(　　) A．众数为2 B．平均数为2.5 C．方差为1.6 D．标准差为4 解析　由题中数据可得，众数为2和3，故A错误；平均数eq \o(x,\s\up16(－))＝eq \f(5＋5＋…＋2＋1,10)＝3，故B错误；方差s2＝eq \f(（5－3）2＋（5－3）2＋…＋（2－3）2＋（1－3）2,10) ＝1.6，标准差为eq \r(1.6)≠4，故C正确，D错误． 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 解析 * 5．(2023·河北唐山一中模拟)对某种电子元件使用寿命跟踪调查，所得样本的频率分布直方图如图．由图可知，这一批电子元件使用寿命的85%分位数为(　　) A．500 h B．450 h C．350 h D．550 h 解析　电子元件寿命小于500 h的百分比为100×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2000)＋\f(3,2000)＋\f(1,400)＋\f(1,250)))＝85%，则这批电子元件使用寿命的85%分位数为500 h．故选A． 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 * 6．某市教育部门组织高中教师在暑假期间进行培训，培训后统一举行测试．随机抽取100名教师的测试成绩(单位：分，满分100分)进行统计，得到如图所示的频率分布折线图，则下列说法正确的是(　　) A．这100名教师的测试成绩的极差是20分 B．这100名教师的测试成绩的众数是90分 C．这100名教师的测试成绩的中位数是87.5分 D．这100名教师中测试成绩不低于90分的人数占比超过50% 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 解析 * 解析　对于A，由题意知，这100名教师的测试成绩的最高分与最低分无法确定，故极差无法确定，故A错误；对于B，由题图易知这100名教师的测试成绩的众数为87.5分，故B错误；对于C，设这100名教师的测试成绩的中位数为x分，则(0.02＋0.04)×5＋(x－85)×0.08＝0.5，解得x＝87.5，故C正确；对于D，这100名教师中测试成绩不低于90分的人数占比为(0.03＋0.03)×5×100%＝30%，30%＜50%，故D错误．故选C. 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 * 7．已知两组数据x1，x2，x3，x4，x5和y1，y2，y3，y4，y5的中位数、方差均相同，则两组数据合并为一组数据后，(　　) A．中位数一定不变，方差可能变大 B．中位数一定不变，方差可能变小 C．中位数可能改变，方差可能变大 D．中位数可能改变，方差可能变小 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 解析 * 解析　不妨设x1≤x2≤x3≤x4≤x5，y1≤y2≤y3≤y4≤y5，则两组数据x1，x2，x3，x4，x5和y1，y2，y3，y4，y5的中位数分别为x3，y3，则x3＝y3，两组数据合并为一组数据后，中位数为eq \f(x3＋y3,2)＝x3＝y3，故中位数一定不变，设x1，x2，x3，x4，x5的平均数为eq \o(x,\s\up16(－))，方差为seq \o\al(2,1)，y1，y2，y3，y4，y5的平均数为eq \o(y,\s\up16(－))，方差为seq \o\al(2,1)，则eq \o(∑,\s\up16(5),\s\do16(i＝1))xi＝5eq \o(x,\s\up16(－))，eq \o(∑,\s\up16(5),\s\do16(i＝1))xeq \o\al(2,i)＝5(seq \o\al(2,1)＋eq \o(x,\s\up16(－)) 2)，eq \o(∑,\s\up16(5),\s\do16(i＝1))yi＝5eq \o(y,\s\up16(－))，eq \o(∑,\s\up16(5),\s\do16(i＝1))yeq \o\al(2,i)＝5(seq \o\al(2,1)＋eq \o(y,\s\up16(－))2)，则两组数据合并为一组数据后的平均数eq \o(z,\s\up16(－))＝eq \f(1,10)(eq \o(∑,\s\up16(5),\s\do16(i＝1))xi＋eq \o(∑,\s\up16(5),\s\do16(i＝1))yi)＝eq \f(1,10)(5eq \o(x,\s\up16(－))＋5eq \o(y,\s\up16(－)))＝eq \f(\o(x,\s\up16(－))＋\o(y,\s\up16(－)),2)，方差s2＝eq \f(1,10)[eq \o(∑,\s\up16(5),\s\do16(i＝1)) (xi－eq \o(z,\s\up16(－)))2＋eq \o(∑,\s\up16(5),\s\do16(i＝1)) (yi－eq \o(z,\s\up16(－)))2]＝eq \f(1,10)(eq \o(∑,\s\up16(5),\s\do16(i＝1))xeq \o\al(2,i)＋eq \o(∑,\s\up16(5),\s\do16(i＝1))yeq \o\al(2,i)－10eq \o(z,\s\up16(－))2)＝eq \f(1,10)[5(seq \o\al(2,1)＋eq \o(x,\s\up16(－)) 2)＋5(seq \o\al(2,1)＋eq \o(y,\s\up16(－))2)－10eq \o(z,\s\up16(－))2]＝seq \o\al(2,1)＋eq \f(\o(x,\s\up16(－)) 2＋\o(y,\s\up16(－))2,2)－eq \o(z,\s\up16(－))2＝seq \o\al(2,1)＋eq \f(\o(x,\s\up16(－))2＋\o(y,\s\up16(－))2,2)－eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\o(x,\s\up16(－))＋\o(y,\s\up16(－)),2))) eq \s\up12(2)＝seq \o\al(2,1)＋eq \f(（\o(x,\s\up16(－))－\o(y,\s\up16(－))）2,4)≥seq \o\al(2,1)，当且仅当eq \o(x,\s\up16(－))＝eq \o(y,\s\up16(－))时，等号成立，故方差可能变大，一定不会变小．故选A. 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 * 8．某高校分配给某中学一个保送名额，该中学进行校内举荐评选，评选条件除了要求该生获得该校“三好学生”称号，还要求学生在近期连续3次大型考试中，每次考试的名次都在全校前5名(每次考试无并列名次)．现有甲、乙、丙、丁四位同学都获得了“三好学生”称号，四位同学在近期连续3次大型考试名次的数据分别为 甲同学：平均数为3，众数为2； 乙同学：中位数为3，众数为3； 丙同学：众数为3，方差小于3； 丁同学：平均数为3，方差小于3. 则一定符合推荐要求的同学是(　　) A．甲和乙 B．乙和丁 C．丙和丁 D．甲和丁 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 解析 * 解析　对于甲同学，平均数为3，众数为2，则3次考试的成绩的名次为2，2，5，满足要求；对于乙同学，中位数为3，众数为3，可举反例：3，3，6，不满足要求；对于丙同学，众数为3，方差小于3，可举特例：3，3，6，则平均数为4，方差s2＝eq \f(1,3)×[2×(3－4)2＋(6－4)2]＝2<3，不满足要求；对于丁同学，平均数为3，方差小于3，设丁同学3次考试的名次分别为x1，x2，x3，若x1，x2，x3中至少有一个大于等于6，则方差s2＝eq \f(1,3)[(x1－3)2＋(x2－3)2＋(x3－3)2]>3，与已知条件矛盾，所以x1，x2，x3均不大于5，满足要求． 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 * 二、多项选择题 9．(2024·重庆模拟)一组数据按从小到大的顺序排列为2，3，3，x，7，10，若这组数据的平均数是中位数的eq \f(5,4)倍，则下列说法正确的是(　　) A．x＝4 B．众数为3 C．中位数为4 D．方差为eq \f(23,3) 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 解析 * 解析　一组数据按从小到大的顺序排列为2，3，3，x，7，10，∵这组数据的平均数是中位数的eq \f(5,4)倍，∴eq \f(1,6)×(2＋3＋3＋x＋7＋10)＝eq \f(5,4)×eq \f(3＋x,2)，解得x＝5，故A错误；众数为3，故B正确；中位数为eq \f(3＋5,2)＝4，故C正确；平均数为eq \f(1,6)×(2＋3＋3＋5＋7＋10)＝5，方差为eq \f(1,6)×[(2－5)2＋(3－5)2＋(3－5)2＋(5－5)2＋(7－5)2＋(10－5)2]＝eq \f(23,3)，故D正确．故选BCD. 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 * 10．(2023·湖北武汉二中模拟)甲、乙两人在一次射击 比赛中各射靶5次，两人成绩的条形统计图如图所示，则 下列说法正确的是(　　) A．甲的成绩的平均数等于乙的成绩的平均数 B．甲的成绩的中位数等于乙的成绩的中位数 C．甲的成绩的第80百分位数等于乙的成绩的第80百分位数 D．甲的成绩的极差大于乙的成绩的极差 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 解析 * 解析　由题图可得，甲的成绩的平均数为eq \f(4＋5＋6＋7＋8,5)＝6，乙的成绩的平均数为eq \f(3×5＋6＋9,5)＝6，A正确；甲的成绩的中位数为6，乙的成绩的中位数为5，B错误；甲的成绩的第80百分位数为eq \f(7＋8,2)＝7.5，乙的成绩的第80百分位数为eq \f(6＋9,2)＝7.5，所以二者相等，C正确；甲的成绩的极差为8－4＝4，乙的成绩的极差为9－5＝4，D错误．故选AC. 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 　8.5 答案 解析 * 三、填空题 11．(2023·四川资阳中学第一次质量检测)某歌手电视大奖赛中，七位评委对某选手打出如下分数：7.9，8.1，8.4，8.5，8.5，8.7，9.9，则其第50百分位数为________． 解析　由题意可知，共有7个数据并且已经按照从小到大的顺序排列，其第50百分位数即为这组数据的中位数，所以其第50百分位数是第4个数据，为8.5. 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 72 答案 解析 * 12．(2024·江西八所重点中学联考)某工厂为了解产品的生产情况，随机抽取了50个样本，若样本数据x1，x2，…，x50的方差为8，则数据3x1－1，3x2－1，…，3x50－1的方差为________． 解析　样本数据x1，x2，…，x50的方差为8，所以数据3x1－1，3x2－1，…，3x50－1的方差为32×8＝72. 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 8 答案 解析 * 13．若已知30个数x1，x2，…，x30的平均数为6，方差为9；现从原30个数中剔除x1，x2，…，x10这10个数，且剔除的这10个数的平均数为8，方差为5，则剩余的20个数x11，x12，…，x30的方差为________． 解析　由题意得x1＋x2＋…＋x30＝6×30＝180，xeq \o\al(2,1)＋xeq \o\al(2,2)＋…＋xeq \o\al(2,30)＝9×30＋30×62＝1350，x1＋x2＋…＋x10＝8×10＝80，xeq \o\al(2,1)＋xeq \o\al(2,2)＋…＋xeq \o\al(2,10)＝5×10＋10×82＝690，所以剩余的20个数的平均数为eq \f(180－80,20)＝5，xeq \o\al(2,11)＋xeq \o\al(2,12)＋…＋xeq \o\al(2,30)＝1350－690＝660，所以剩余的20个数的方差为eq \f(660－20×25,20)＝8. 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 15 答案 解析 * 14．已知一个样本的样本量为10，平均数为15，方差为3，现从样本中去掉一个数据15，此时样本的平均数为eq \o(x,\s\up16(－))，方差为s2，则eq \o(x,\s\up16(－))＝________，s2＝________． 解析　设这10个数据为x1，x2，…，x9，15，则eq \o(x,\s\up16(－))＝eq \f(15×10－15,9)＝15.又 s2＝eq \f(（x1－15）2＋（x2－15）2＋…＋（x9－15）2,9)， eq \f(（x1－15）2＋（x2－15）2＋…＋（x9－15）2＋（15－15）2,10)＝3，所以s2＝eq \f(30,9)＝eq \f(10,3). eq \f(10,3) 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 * 四、解答题 15．(2023·哈尔滨九中三模)某经销商采购了一批水果，根据某些评价指标进行打分，现从中随机抽取20筐(每筐1 kg)，得分数据如下：17，23，29，31，34，40，46，50，51，51，58，62，62，68，71，78，79，80，85，95.根据以往的大数据认定：得分在区间(0，25]，(25，50]，(50，75]，(75，100]内的分别对应四级、三级、二级、一级． 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 * (1)试求这20筐水果得分的平均数； (2)用样本估计总体，经销商参考以下两种销售方案进行销售： 方案一：将得分的平均数换算为等级，按换算后的等级出售； 方案二：分等级出售． 不同等级水果的售价如下表所示： 等级 一级 二级 三级 四级 售价(万元/吨) 2 1.8 1.4 1.2 请从经销商的角度，根据售价分析采用哪种销售方案较好，并说明理由． 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 解 * 解　(1)这20筐水果得分的平均数为 eq \f(1,20)×(17＋23＋29＋31＋34＋40＋46＋50＋51＋51＋58＋62＋62＋68＋71＋78＋79＋80＋85＋95)＝55.5. (2)方案一：由于得分的平均数55.5∈(50，75]，所以可以估计这批水果的销售单价为1.8万元/吨． 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 解 * 方案二：设这批水果售价的平均值为eq \o(x,\s\up16(－))万元/吨，由已知数据得，得分在(0，25]内的有17，23，共2个， 所以估计四级水果所占比例为eq \f(1,10)； 得分在(25，50]内的有29，31，34，40，46，50，共6个， 所以估计三级水果所占比例为eq \f(3,10)； 得分在(50，75]内的有51，51，58，62，62，68，71，共7个，所以估计二级水果所占比例为eq \f(7,20)； 得分在(75，100]内的有78，79，80，85，95，共5个，所以估计一级水果所占比例为eq \f(1,4). 则eq \o(x,\s\up16(－))＝2×eq \f(1,4)＋1.8×eq \f(7,20)＋1.4×eq \f(3,10)＋1.2×eq \f(1,10)＝1.67(万元/吨)． 所以从经销商的角度考虑，采用方案一的售价较高，所以采用方案一较好． 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 * 16．电动摩托车的续航里程，是指电动摩托车在蓄电池满电量的情况下一次能行驶的最大距离，为了解A，B两个不同型号电动摩托车的续航里程，现从某卖场库存电动摩托车中随机抽取A，B两个型号的电动摩托车各5台，在相同条件下进行测试，统计结果如下： 电动摩托车编号 1 2 3 4 5 A型续航里程(km) 120 125 122 124 124 B型续航里程(km) 118 123 127 120 a 已知A，B两个型号被测试电动摩托车续航里程的平均值相等， (1)求a的值； (2)小李需要购买一款电动摩托车，从中位数和方差相结合的角度，帮小李选择一款电动摩托车，并说明理由． 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 解 * 解　(1)因为A，B两个型号被测试电动摩托车续航里程的平均值相等， 所以eq \f(120＋125＋122＋124＋124,5) ＝eq \f(118＋123＋127＋120＋a,5)， 解得a＝127. 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 解 * (2)A型号被测试电动摩托车续航里程从小到大排列为120，122，124，124，125； B型号被测试电动摩托车续航里程从小到大排列为118，120，123，127，127. 所以A型号被测试电动摩托车续航里程的中位数为124 km，B型号被测试电动摩托车续航里程的中位数为123 km， 即A型号的中位数大于B型号的中位数， A型号被测试电动摩托车续航里程的平均数为eq \o(x,\s\up16(－))A＝eq \f(120＋125＋122＋124＋124,5)＝123， 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 解 * 则A型号被测试电动摩托车续航里程的方差为seq \o\al(2,A)＝ eq \f(（120－123）2＋（125－123）2＋（122－123）2＋2×（124－123）2,5)＝eq \f(16,5)， B型号被测试电动摩托车续航里程的方差为seq \o\al(2,B)＝ eq \f(（118－123）2＋（123－123）2＋（120－123）2＋2×（127－123）2,5)＝eq \f(66,5)， 所以B型号的方差大于A型号的方差， 所以B型号被测试电动摩托车续航里程数不稳定，波动比较大，而A型号的中位数大于B型号的中位数，所以小李应选择A型号电动摩托车． 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 * 17．(多选)(2024·重庆诊断)为了解市民对亚运会 体育节目收视情况，随机抽取了200名观众进行调查， 其中女性占40%.根据调查结果分别绘制出男、女观众 收看亚运会系列节目时长的频率分布直方图，则下列说法正确的是(　　) A．m＝0.1 B．男观众收看节目时长的众数为8小时 C．女观众收看节目的平均时长小于男观众收看节目的平均时长 D．收看节目达到9小时的观众中女性人数是男性人数的eq \f(1,3) 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 解析 * 解析　由男观众收看亚运会系列节目时长的频率分布直方图，得(0.050＋0.075×2＋0.200＋m)×2＝1，解得m＝0.1，故A正确；由男观众收看亚运会系列节目时长的频率分布直方图，得男观众收看节目时长的众数为eq \f(7＋9,2)＝8小时，故B正确；女观众收看节目的平均时长为(4×0.1＋6×0.2＋8×0.15＋10×0.05)×2＝6.6(小时)，男观众收看节目的平均时长为(4×0.05＋6×0.075＋8×0.2＋10×0.1＋12×0.075)×2＝8.3(小时)，女观众收看节目的平均时长小于男观众收看节目的平均时长，故C正确；收看节目达到9小时的观众中，女性人数为200×40%×0.05×2＝8，男性人数为200×60%×0.175×2＝42，故D错误． 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 * 18．(多选)(2023·湖北武汉调研)某市今年夏天迎来罕见的高温炎热天气，当地气象部门统计进入八月份以来(8月1日至8月10日)连续10天中每天的最高温和最低温，得到如下的折线图： 根据上图，关于这10天的气温，下列说法中正确的是(　　) A．最低温的众数为29 ℃ B．最高温的平均值为37.7 ℃ C．第4天的温差最大 D．最高温的方差大于最低温的方差 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 解析 * 解析　对于A，由折线图可知最低温的众数为29 ℃，A正确；对于B，由折线图得最高温的平均值为eq \f(38＋37＋37＋39＋38＋39＋38＋37＋39＋37,10)＝37.9 ℃，B错误；对于C，由折线图得这10天的温差分别为9 ℃，7 ℃，9 ℃，12 ℃，9 ℃，10 ℃，10 ℃，7 ℃，8 ℃，8 ℃，其中温差最大的为第4天，C正确；对于D，由折线图可知最高温的方差seq \o\al(2,高温)＝eq \f(1,10)×[3×(38－37.9)2＋4×(37－37.9)2＋3×(39－37.9)2]＝0.69，最低温的平均值为eq \f(29＋30＋28＋27＋29＋29＋28＋30＋31＋29,10)＝29 ℃，方差seq \o\al(2,低温)＝eq \f(1,10)×[4×(29－29)2＋2×(30－29)2＋2×(28－29)2＋(27－29)2＋(31－29)2]＝1.2>0.69，D错误． 　　　　　　　　　　　　　 R $$