5.1.2 第2课时 极差、方差与标准差(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中数学必修第二册（人教B版2019）

[必备知识·基础巩固] 1．为评估一种农作物的种植效果，选了n块地作试验田．这n块地的亩产量(单位：kg)分别为x1，x2，…，xn，下面给出的指标中可以用来评估这种农作物亩产量稳定程度的是(　　) A．x1，x2，…，xn的平均数 B．x1，x2，…，xn的标准差 C．x1，x2，…，xn的最大值 D．x1，x2，…，xn的中位数 解析　因为可以用极差、方差或标准差来描述数据的离散程度，所以要评估亩产量稳定程度，应该用样本数据的极差、方差或标准差．故选B. 答案　B 2．有13名同学参加百米竞赛，预赛成绩各不相同，要取前6名参加决赛，小明同学已经知道了自己的成绩，为了判断自己是否能进入决赛，他还需要知道13名同学成绩的(　　) A．平均数　　　　　　　 B．众数 C．中位数 D．方差 解析　把13名同学成绩按由大到小排列，取成绩靠前的6个成绩进入决赛，即最中间的一个数之前的6个成绩进入决赛，13个成绩按由大到小排列时，最中间一个数即是中位数．故选C. 答案　C 3．从某项综合能力测试中抽取100人的成绩(单位：分)，统计如下表，则这100人成绩的方差为(　　) 分数 5 4 3 2 1 人数 20 10 30 30 10 A． B． C．3 D． 解析　∵＝＝3， ∴s2＝[(x1－)2＋(x2－)2＋…＋(xn－)2] ＝(20×22＋10×12＋30×12＋10×22) ＝＝. 答案　D 4．如图所示是小王与小张二人参加某射击比赛的预赛的五次测试成绩的统计图，设小王与小张成绩的样本平均数分别为A和B，方差分别为s和s，则(　　) A．A＜B，s＞s B．A＜B，s＜s C．A＞B，s＞s D．A＞B，s＜s 解析　由题图可知，实线中的数据都大于或等于虚线中的数据，所以小王成绩的平均数大于小张成绩的平均数，A＞B.显然实线中的数据波动较大，所以小王成绩的方差大于小张成绩的方差，即s＞s.故选C. 答案　C 5．已知某位同学五次数学考试成绩分别为121，127，123，a，125.若其平均成绩是124，则这组数据的方差为________． 解析　由平均成绩是124，可以求得a＝124，然后由方差公式得方差为×[(121－124)2＋(127－124)2＋(123－124)2＋(124－124)2＋(125－124)2]＝4. 答案　4 6．已知一组数据x1，x2，…，x10的方差是2，且(x1－3)2＋(x2－3)2＋…＋(x10－3)2＝380，则这组数据的平均数＝________． 解析　∵数据x1，x2，…，x10的方差为2， ∴[(x1－)2＋(x2－)2＋…＋(x10－)2]＝2， 即(x1－)2＋(x2－)2＋…＋(x10－)2＝20， 又(x1－3)2＋(x2－3)2＋…＋(x10－3)2＝380， ∴90－10 2＋(2 －6)×10 ＝360，∴2－6 －27＝0，解得＝－3或＝9. 答案　－3或9 7．已知方差s2＝(x＋x＋…＋x)－2，用这个公式计算：若10个数的平均数是3，标准差是2，则方差是________，这10个数据的平方和是________． 解析　由方差的算术平方根是标准差知s2＝22＝4，故4＝×(x＋x＋…＋x)－9， 所以x＋x＋…＋x＝130. 答案　4　130 8．某企业有甲、乙两个研发小组，为了比较他们的研发水平，现随机抽取这两个小组往年研发新产品的结果： (a，b)，(a，)，(a，b)，(，b)，(，)，(a，b)，(a，b)，(a，)，(，b)，(a，)，(，)，(a，b)，(a，)，(，b)，(a，b). 其中，a，分别表示甲组研发成功和失败；b，分别表示乙组研发成功和失败． 若某组成功研发一种新产品，则给该组记1分，否则记0分．试计算甲、乙两组研发新产品的成绩的平均数和方差，并比较甲、乙两组的研发水平． 解析　甲组研发新产品的成绩分别为1，1，1，0，0，1，1，1，0，1，0，1，1，0，1.其平均数为甲＝＝， 方差s＝＝. 乙组研发新产品的成绩分别为1，0，1，1，0，1，1，0，1，0，0，1，0，1，1， 其平均数乙＝＝，方差s＝＝. 因为甲>乙，s<s， 所以甲组的研发水平优于乙组． [关键能力·综合提升] 9．(多选题)(一题多解)为比较甲、乙两地某月14时的气温情况，随机选取该月中的5天，这5天中14时的气温数据(单位：℃)分别为甲：26，28，29，31，31；乙：28，29，30，31，32.考虑以下结论，其中能得到的正确的统计结论的编号为(　　) A．甲地该月14时的平均气温低于乙地该月14时的平均气温 B．甲地该月14时的平均气温高于乙地该月14时的平均气温 C．甲地该月14时的气温的标准差小于乙地该月14时的气温的标准差 D．甲地该月14时的气温的标准差大于乙地该月14时的气温的标准差 解析　解法一　因为甲＝＝29， 乙＝＝30， 所以甲＜乙， 又s＝＝， s＝＝2， 所以s甲＞s乙． 故可判断结论A、D正确． 解法二　甲地该月14时的气温数据分布在26 ℃和31 ℃之间，且数据波动较大，而乙地该月14时的气温数据分布在28 ℃和32 ℃之间，且数据波动较小，可以判断结论A、D正确． 答案　AD 10．(多选题)在某地区某高传染性病毒流行期间，为了建立指标来显示疫情已受控制，以便向该地区居民显示可以过正常生活，有公共卫生专家建议的指标是“连续7天每天新增感染人数不超过5人”，根据连续7天的新增病例数计算，下列各选项中，一定符合上述指标的是(　　) A．平均数≤3 B．平均数≤3且标准差s≤2 C．平均数≤3且极差小于或等于2 D．众数等于1且极差小于或等于4 解析　A错误，举反例：0，0，0，0，2，6，6；其平均数＝2≤3，不符合指标． B错误，举反例：0，3，3，3，3，3，6；其平均数＝3，且标准差s＝≤2，不符合指标． C正确，若极差等于0或1，在≤3的条件下，显然符合指标；若极差等于2且≤3，则每天新增感染人数的最小值与最大值有下列可能：(1)0，2，(2)1，3，(3)2，4，符合指标． D正确，若众数等于1且极差小于或等于4，则最大值不超过5，符合指标．故选CD. 答案　CD 11．下列两组数是甲、乙两组各5名学生的数学竞赛成绩(70分～99分)，若甲、乙两组学生的平均成绩一样，则a＝________；甲、乙两组学生的成绩相对整齐的是________． 甲组：75　88　89　98　9a 乙组：76　85　89　98　97 解析　由题意可知＝＝89，解得a＝5. 因为s＝×[(－14)2＋(－1)2＋0＋92＋62]＝， s＝×[(－13)2＋(－4)2＋0＋92＋82]＝，所以s＜s，故成绩相对整齐的是甲组． 答案　5　甲组 12．某科研机构研究发现，某品种中成药的药物成分A的含量x(单位：g)与药物功效y(单位：药物单位)之间具有关系：y＝x(20－x).检测这种药品一个批次的一个容量为5的样本，得到成分A含量的平均值为8 g，标准差为2 g，估计这批中成药的药物功效的平均值为________药物单位． 解析　5个数据x1，x2，x3，x4，x5的平均值为8 g，s标准差为2 g， 所以x1＋x2＋x3＋x4＋x5＝40， (x1－)2＋(x2－)2＋…＋(x5－)＝20， 即x＋x＋…＋x－2(x1＋x2＋…＋x5)＋52＝20， 解得x＋x＋…x＝340. 因为y＝x(20－x)＝20x－x2， 所以y1＋y2＋…＋y5＝20(x1＋x2＋…＋x5)－(x＋x＋…＋x)＝460， 所以这批中成药的药物功效的平均值＝＝92(药物单位). 答案　92 13．某工厂36名工人的年龄数据如下表： 工人编号 年龄 工人编号 年龄 工人编号 年龄 工人编号 年龄 1 40 10 36 19 27 28 34 2 44 11 31 20 43 29 39 3 40 12 38 21 41 30 43 4 41 13 39 22 37 31 38 5 33 14 43 23 34 32 42 6 40 15 45 24 42 33 53 7 45 16 39 25 37 34 37 8 42 17 38 26 44 35 49 9 43 18 36 27 42 36 39 用简单随机抽样法抽得样本为：44，40，36，43，36，37，44，43，37. (1)计算样本的平均值和方差s2； (2)36名工人中年龄在－s与＋s之间的有多少人？所占的百分比是多少(精确到0.01%)? 解析　(1)样本的平均值为 ＝＝40，方差为 s2＝[(44－40)2＋(40－40)2＋(36－40)2＋(43－40)2＋(36－40)2＋(37－40)2＋(44－40)2＋(43－40)2＋(37－40)2]＝[42＋02＋(－4)2＋32＋(－4)2＋(－3)2＋42＋32＋(－3)2]＝. (2)由(1)知s＝，所以－s＝，＋s＝， 所以年龄在－s与＋s之间的共有23人， 所占的百分比为×100%≈63.89%. [核心价值·探索创新] 14．(多选题)在某年的足球甲A联赛上，一队每场比赛平均失球数是1.6，全年比赛失球个数的标准差为1.2；二队每场比赛平均失球数是2.2，全年比赛失球个数的标准差是0.5.下列说法正确的有(　　) A．平均来说一队比二队防守技术好 B．二队比一队技术水平更稳定 C．一队有时表现很差，有时表现又非常好 D．二队很少失球 解析　对于A，一队每场比赛平均失球数是1.6，二队每场比赛平均失球数是2.2，所以平均来说一队比二队防守技术好，故A正确；对于B，二队全年比赛失球个数的标准差是0.5＜1.2，所以二队比一队技术水平更稳定，故B正确；对于C，一队全年比赛失球个数的标准差为1.2，二队全年比赛失球个数的标准差是0.5，所以一队有时表现很差，有时表现又非常好，故C正确；对于D，二队每场比赛平均失球数是2.2，全年比赛失球个数的标准差是0.5，所以二队很少不失球，故D错误．故选ABC. 答案　ABC 15．(多选题)在发生公共卫生事件期间，有专业机构认为该事件在一段时间内没有发生大规模群体感染的标志为“连续10天，每天新增疑似病例不超过7人”．以下为过去10日，甲、乙、丙、丁四地新增疑似病例数据信息． 甲地：中位数为2，极差为5； 乙地：平均数为2，众数为2； 丙地：平均数为1，方差大于0； 丁地：平均数为2，方差为3. 则四地中，一定没有发生大规模群体感染的是(　　) A．甲地 B．乙地 C．丙地 D．丁地 解析　对于A选项，因为甲地中位数为2，极差为5，所以甲地过去10天每天新增疑似病例不超过2＋5＝7(人)，故甲地符合要求．对于B选项，若乙地过去10天每天新增疑似病例人数分别为0，0，0，2，2，2，2，2，2，8，满足平均数为2，众数为2，但不满足每天新增疑似病例不超过7人，故乙地不符合要求．对于C选项，若丙地过去10天每天新增疑似病例人数分别为0，0，0，0，0，0，0，0，1，9，满足平均数为1，方差大于0，但不满足每天新增疑似病例不超过7人，故丙地不符合要求．对于D选项，若丁地过去10天每天新增疑似病例数满足平均数为2，且至少有一天新增疑似病例超过7人，则必有方差s2>×(8－2)2＝3.6>3，与方差为3矛盾，故丁地符合要求．故选AD. 答案　AD 学科网（北京）股份有限公司 $$