内容正文:
必刷题十五 用样本估计总体
数据的集中趋势和离散程度的估计
用样本的数字特征估计总体的方法
为了从整体上更好地把握总体的规律,我
们还可以通过样本数据的众数、中位数、平均数
和标准差等数字特征对总体相应的数字特征作
出估计.众数就是样本数据中出现次数最多的
那个值;中位数就是把样本数据按照由小到大
(或由大到小)的顺序排列,如果数据的个数是
奇数,处于中间位置的数,如果数据的个数是偶数,
中间两个的数据的平均数;平均数就是所有样本数
据的平均值,用x表示;标准差是反映样本数据离
散程度大小的最常用统计量,其计算公式是s=
1
n
[(x1-x)2+(x2-x)2+…+ (xn-x)2].
有时也用标准差的平方来代表标准差.
【例】 在一个文艺比赛中,8名专业人士和12
名观众代表各组成一个评判小组,给参赛选
手打分.在给某选手的打分中,专业人士打分
的平均数和标准差分别为47.4和3.7,观众
代表打分的平均数和标准差分别为56.2和
11.8,试根据这些数据计算这名选手得分的
平均数和标准差.
【解】 把专业人士打分样本记为x1,x2,…,
x8,其平均数记为x,方差记为s2x;把观众代表打
分样本记为y1,y2,…,y12,其平均数为y,方差记
为s2y;把总体数据的平均数记为z,方差记为s2.
则总样本平均数为:z=820×47.4+
12
20×56.2
=52.68(分),
总样本方差为:s2=120 ∑
8
i=1
(xi-z)2+∑
12
i=1
(yj-z)2
=120
{8[s2x+(x-z)2]+12[s2y+(y-z)2]}
=120
{8[3.72+(47.4-52.68)2]+12[11.82
+(56.2-52.68)2]}=107.6,
总样本标准差为:s=10.37.
所以 计 算 这 名 选 手 得 分 的 平 均 数 为52.68
分,标准差为10.37.
◉高分秘籍
用样本的数字特征估计总体的数字特征
应注意的问题
(1)众数、中位数、平均数的含义及求法.
(2)方差、标准差的计算.
(3)中位数用来描述分类变量的中心位置,众数
体现了数据的最大集中点,平均数反映样本数
据的总体水平.
(4)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)较大,数据的离散程
度较大;标准差(方差)较小,数据的离散程度较小.
【速记口诀】
本节课通过探究栏目提出“居民生活用水定额
管理问题”,在制定水价问题中提出,总体百分
位数的估计的概念,让学生尝试运用总体百分
位数的估计来解决实际问题,体会总体百分位
数的估计的意义和作用教学中要注重学生的主
体地位,调动学生积极性,使数学教学成为数学
活动的教学。从而发展学生的直观想象、逻辑
推理、数学建模的核心素养。
知识点1 频率分布直方图
1.为了解学生课外阅读的情况,随机统计了n
名学生的课外阅读时间,所得数据都在[50,
150]中,其频率分布直方图如图所示.已知在
[50,75]中的频数为100,则n的值是 ( ) A.500 B.1000
C.10000 D.25000
·43·
|假日必刷题·数学|
2.某工厂对一批产品进行了抽样检测.下图是根
据抽样检测后的产品净重(单位:克)数据绘制的
频率分布直方图,其中产品净重的范围是[90,
100],样品数据分组为[90,92),[92,94),[94,
96),[96,98),[98,100].已知样本中产品净重小
于94克的个数为36,则样本中净重大于或等于
92克并且小于98克的产品的个数是 ( )
A.45 B.60 C.75 D.90
3.为了解学生在“弘扬传统文化,品读经典文
学”月的阅读情况,现从全校学生中随机抽取
了部分学生,并统计了他们的阅读时间(阅读
时间)t∈[0,50],分组整理数据得到如图所示
的频率分布直方图.则图中a的值为 ( )
A.0.028 B.0.030
C.0.280 D.0.300
4.为了解某地农村经济情况,对该地农户家庭
年收入进行抽样调查,将农户家庭年收入的
调查数据整理得到如下频率分布直方图:
根据此频率分布直方图,下面结论中不正确
的是 ( )
A.该地农户家庭年收入低于4.5万元的农户
比率估计为6%
B.该地农户家庭年收入不低于10.5万元的
农户比率估计为10%
C.估计该地农户家庭年收入的平均值不超过
6.5万元
D.估计该地有一半以上的农户,其家庭年收
入介于4.5万元至8.5万元之间
知识点2 其他统计图表
5.为考察A、B两名运动员的训练情况,下面是
A、B两名运动员连续10天完成训练指标任
务的综合得分的折线图,给出下列四个结论,
其中错误的结论是 ( )
A.第3天至第10天两名运动员综合得分均
超过80分;
B.第1天 至 第7天 B 运 动 员 的 得 分 逐 日
提高;
C.第2天至第3天A 运动员的得分增量大于
B 运动员的得分增量;
D.在10天的得分统计中,A 运动员得分的极
差小于B 运动员得分的极差.
6.人口普查是世界各国所广泛采用的搜集人口
资料的一种科学方法,是提供全国基本人口
数据的主要来源.根据人口普查的基本情况,
可以科学的研究制定社会、经济、科教等各项
发展政策,是国家科学决策的重要基础工作,
人口普查资料是制定人口政策的依据和前
提.截止2020年10月10日,我国共进行了六
次人口普查,下图是这六次人口普查的人数
和增幅情况,下列说法正确的是 ( )
A.人口数逐次增加,第二次增幅最大
B.第六次普查人数最多,第四次增幅最小
C.第六次普查人数最多,第三次增幅最大
D.人口数逐次增加,从第二次开始增幅减小
知识点3 总体百分数的估计
7.一组数据12,34,15,24,39,25,31,48,32,36,
36,37,42,50的第25,75百分位数分别是
、 .
8.若一组数据为82,81,79,78,95,88,92,84,则
该组数据的75%分位数是 .
·53·
|第一部分 收官之作·完胜上一学期|
9.数据10,9,8,7,6,5,4,3,2,1的25%分位数、
80%分位数分别是 ; .
10.树人中学高一1班23名男生身高的样本数
据(单位:cm)按从小到大排序,排序结果
如下:
164,165,165,166,167,168,168,168,170,
170,170,172,
172,172,173,173,173,173,174,175,175,
175,176.
由数据估计树人中学高一年级男生身高的
第50百分位数为 .
知识点4 总体集中趋势的估计
11.10名工人某天生产同一零件,生产的件数是
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,则有 ( )
A.a>b>c B.c>b>a
C.c>a>b D.b>c>a
12.今年宿州市某中学参加高中数学建模(应
用)能力测试,高一年级有60人,高二年级
有40人.高一的平均成绩为70分,高二的平
均成绩为80分,则参加测试的100名学生的
平均成绩为 ( )
A.72分 B.73分
C.74分 D.75分
13.已知一组数据的频率分布直方图如图所示,
则众数、中位数、平均数分别为 ( )
A.63,64,66 B.65,65,67
C.55,64,66 D.64,65,64
14.甲、乙两名学生的六次数学测验成绩(百分
制)的茎叶图如图所示.
甲 乙
6 9
6 2 7 8
6 2 0 8 7 8
0 9 2 6
①甲同学成绩的中位数大于乙同学成绩的
中位数;
②甲同学的平均分比乙同学的平均分高;
③甲同学的平均分比乙同学的平均分低;
④甲同学成绩的方差小于乙同学成绩的方差.
上面说法正确的是 ( )
A.③④ B.①②④
C.②④ D.①③④
知识点5 总体离散程度的估计
15.(多选题)有一组样本数据x1,x2,…,xn,由
这组数据得到新样本数据y1,y2,…,yn,其
中yi=xi+c(i=1,2,…,n),c为非零常数,
则 ( )
A.两组样本数据的样本平均数相同
B.两组样本数据的样本中位数相同
C.两组样本数据的样本标准差相同
D.两组样本数据的样本极差相同
16.数据x1,x2,x3,…,xn 分别是某学校教职工
n(n≥3,n∈N*)个人的年收入,设这n个数
据的中位数为x,平均数为y,方差为z,如果
再加上世界首富的年收入数据xn+1,则对这
(n+1)个数据,下列说法正确的是 ( )
A.年收入平均数增大,中位数可能不变,方
差变大
B.年收入平均数增大,中位数一定变大,方
差变大
C.年收入平均数增大,中位数可能不变,方
差可能不变
D.年收入平均数可能不变,中位数可能不
变,方差可能不变
17.(多选题)国家为了实现经济“双循环”大战
略,对东部和西部地区的多个县市的某一类
经济指标进行调查,得出东部,西部两组数
据的茎叶图如图所示,则下列结论正确的是
( )
东部 西部
8 10
6 3 3 11 2 5
8 6 3 1 12 4 5
9 8 3 13 1 1 6 6 7 9
2 14 4 9
1 15 0
A.西部的平均数为13.3
B.东部的极差小于西部的极差
C.东部的30%分位数是11.6
D.东部的众数比西部的众数小
·63·
|假日必刷题·数学|
18.某厂研制了一种生产高精产品的设备,为检
验新设备生产产品的某项指标有无提高,用
一台旧设备和一台新设备各生产了10件产
品,得到各件产品该项指标数据如下:
旧
设
备
9.8 10.310.010.2 9.9 9.8 10.010.110.2 9.7
新
设
备
10.110.410.110.010.110.310.610.510.410.5
旧设备和新设备生产产品的该项指标的样
本平均数分别记为x 和y,样本方差分别记
为s21和s22.
(1)求x,y,s21,s22;
(2)判断新设备生产产品的该项指标的均值
较旧设备是否有显著提高(如果y-x≥
2
s21+s22
10
,则认为新设备生产产品的该项指
标的均值较旧设备有显著提高,否则不认为
有显著提高).
19.某厂接受了一项加工业务,加工出来的产品
(单位:件)按标准分为A,B,C,D四个等级.
加工业务约定:对于 A 级品、B级品、C级
品,厂家每件分别收取加工费90元,50元,
20元;对于D级品,厂家每件要赔偿原料损
失费50元.该厂有甲、乙两个分厂可承接加
工业务.甲分厂加工成本费为25元/件,乙
分厂加工成本费为20元/件.厂家为决定由
哪个分厂承接加工业务,在两个分厂各试加
工了100件这种产品,并统计了这些产品的
等级,整理如下:
甲分厂产品等级的频数分布表
等级 A B C D
频数 40 20 20 20
乙分厂产品等级的频数分布表
等级 A B C D
频数 28 17 34 21
(1)分别估计甲、乙两分厂加工出来的一件
产品为A级品的概率;
(2)分别求甲、乙两分厂加工出来的100件
产品的平均利润,以平均利润为依据,厂家
应选哪个分厂承接加工业务?
(2024·新课标Ⅱ卷)某农业研究部门在面积相等
的100块稻田上种植一种新型水稻,得到各块稻
田的亩产量(单位:kg)并整理得下表:
亩产
量
[900,
950)
[950,
1000)
[1000,
1050)
[1050,
1100)
[1100,
1150]
[1150,
1200)
频数 6 12 18 30 24 10
根据表中数据,下列结论中正确的是 ( )
A.100块稻田亩产量的中位数小于1050kg
B.100块稻田中亩产量低于1100kg的稻田
所占比例超过80%
C.100块稻田亩产量的极差介于200kg至
300kg之间
D.100块稻田亩产量的平均值介于900kg至
1000kg之间
·73·
|第一部分 收官之作·完胜上一学期|
必刷题十五 用样本估计总体
【刷基础题】
1.B 由图可得在[50,75)中的频率为0.004×25=0.1,所
以n=1000.1=1000
,故选:B.
2.D [90,92),[92,94),[94,96),[96,98),对应的频率分
别为:0.1,0.2,0.3,0.25设样本容量为n
因为净重小于94克的个数为36,所以(0.1+0.2)n=
36,解得n=120
则样本中净重大于或等于92克并且小于98克的产品的
个数为(0.2+0.3+0.25)×120=90
故选:D.
3.A 由(0.006+a+0.040+0.020+0.006)×10=1得
a=0.028.故选:A.
4.C 对于A:由频率分布直方图,有0.02+0.04=0.06=
6%,故A正确;对于B:由频率分布直方图,有0.02×3
+0.04=0.10=10%,故B正确;对于D:由频率分布直
方图,有0.10+0.14+0.20×2=0.64=64%,故 D正
确;故选C错误.
5.D 由图象可得,第3天至第10天两名运动员综合得分
均超过80分,故A正确;
由图象可得,第1天 至 第7天 B 运 动 员 的 得 分 逐 日 提
高,故B正确;
第2天至第3天,A 运动员得分增量大于2,B 运动员得
分增量小于2,所以第2天至第3天A 运动员的得分增
量大于B 运动员的得分增量,故C正确;
在10天的得分统计中,A 运动员最小得分小于78,B 运
动员最小得分大于80,且两运动员最高得分相接近,所
以A 的极差大于B 的极差,故D错误.
6.C A.人口数逐次增加,第三次增幅最大,故错误;
B.第六次普查人数最多,第六次增幅最小,故错误;
C.第六次普查人数最多,第三次增幅最大,故正确;
D.人口数逐次增加,从第三次开始增幅减小,故错误.
7.解析 把数据从小到大排序为12,15,24,25,31,32,34,
36,36,37,39,42,48,50共14个数,
14×25%=3.5,14×75%=10.5,所以第25,75百分位
数分别是第4,11项数据,即是25,39.
故答案为:25,39.
答案 25 39
8.解析 由题可得一共有8个数据,则该组数据的75%分
位数在第6位和第7位之间,为
(88+92)
2 =90.
故答案为:90.
答案 90
9.解析 将数据10,9,8,7,6,5,4,3,2,1从小到大排序得:
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,
当p%=25%时,i=10p%=10×25%=2.5,
∴25%分位数为3.
当p%=80%时,i=10p%=10×80%=8,∴80%分位
数为8+9
2 =8.5.
故答案为:3;8.5.
答案 3;8.5
10.解析 由23×50%=11.5,将样本数据从小到大排列,
第12个数字为172,
所以可估计树人中学高一年级男生身高的第50百分位
数为172.故答案为:172.
答案 172
11.B 将生产的件数由小到大排列为:10、12、14、14、15、
15、16、17、17、17,
∴a=110
(15+17+14+10+15+17+17+16+14+
12)=14.7,中位数为b=15,
众数为c=17.因此,c>b>c.故选:B.
12.C 由题意可得,参加测试的100名学生的平均成绩为
60×70+40×80
100 =74.
故选:C.
13.B 由频率分布直方图可知,众数为60+702 =65
;
由10×0.03+5×0.04=0.5,所以面积相等的分界线
为65,即中位数为65;
平均数为55×0.3+65×0.4+75×0.15+85×0.1+
95×0.05=67.故选:B.
14.A 由茎叶图知甲同学的成绩为72,76,80,82,86,90;
乙同学的成绩为69,78,87,88,92,96.故甲同学成绩的
中位数小于乙同学成绩的中位数,①错;
计算得甲同学的平均分为81,乙同学的平均分为85,故
甲同学的平 均 分 比 乙 同 学 的 平 均 分 低,因 此②错、③
对;计算得甲同学成绩的方差小于乙同学成绩的方差,
故④对.
15.CD 由题可知x=x1+x2+
…+xn
n
,
y=y1
+y2+…+yn
n =
x1+x2+…+xn
n +c=
x+c,因
为c≠0,所以x≠y,所以A错,若x1,x2,…,xn 的中位
数为xk,因为yi=xi+c,所以y1,y2,…,yn 的中位数为
yk=xk+c≠xk,所以B错;
y1,y2,…,yn 的标准差为sy=
1
n
(y1-y)2+(y2-y)2+…+(yn-y)2=
1
n
[(x1+c)-(x+c)]2+[(x2+c)-(x+c)]2+…+[(xn+c)-(x+c)]2
1
n
(x1-x)2+(x2-x)2+…+(xn-x)2=sx,所以C
正确;
设样本数据x1,x2,…,xn 中最大为xn,最小为x1,因为
yi=xi+c,所以样本数据y1,y2,…,yn 中最大为yn,最
小为y1,极差为yn-y1=(xn+c)-(x1+c)=xn-x1,
所以D正确.
16.A 因为数据x1,x2,x3…,xn 分别是某学校教职工个
人的年收入,
所以世界首富的收入xn+1会远远大于x1,x2,x3…,xn,
故这n+1个数据的平均数会大大增加;
而中位数为数据中间的数或中间两个数的平均数,所
以中位数有可能不变;
因为世界首富的收入远远大于x1,x2,x3…,xn,所以数
据的集中程度受xn+1的影响很大,数据离散程度加大,
所以方差变大.故选:A.
17.ACD 对于A:(11.2+11.5+12.4+12.5+13.1+13.
1+13.6+13.6+13.7+13.9+14.4+14.9+15.0)÷
13=13.3即西部的平均数为13.3,故A正确;
对于B:东部的最大值为15.1,最小值为10.8,极差为
15.1-10.8=4.3;西部的最大值为15.0,最小值为11.
2,极差为15.0-11.2=3.8<4.3;故B错误;
对于C:东部共13个数据,13×30%=3.9,即从小到大
的第4个数11.6为东部的30%分位数,所以东部 的
30%分位数是11.6,故C正确;
对于D:东部的众数为11.3,西部的众数为13.1和13.
6均大于11.3,故D正确;
故选:ACD
【刷综合题】
18.解 (1)由表中的数据可得:
x=
9.8+10.3+10.0+10.2+9.9+9.8+10.0+10.1+10.2+9.7
10 =
10.0,
y=
10.1+10.4+10.1+10.0+10.1+10.3+10.6+10.5+10.4+10.5
10 =
10.3,
·07·
|假日必刷题·数学|
s21=
1
10
[(9.8-10.0)2+(10.3-10.0)2+(10.0-10.
0)2+(10.2-10.0)2+(9.9-10.0)2+(9.8-10.0)2
+(10.0-10.0)2+(10.1-10.0)2+(10.2-10.0)2+
(9.7-10.0)2]=0.036,
s22=
1
10
[(10.1-10.3)2+(10.4-10.3)2+(10.1-10.3)2+
(10.0-10.3)2+(10.1-10.3)2+(10.3-10.3)2+(10.6-
10.3)2+(10.5-10.3)2+(10.4-10.3)2+(10.5-10.3)2]
=0.04;
(2)由(1)中的数据可得y-x=10.3-10.0=0.3,
2
s21+s22
10 =2
0.036+0.04
10 =2 0.0076
,
则0.3= 0.09>2 0.0076= 0.0304,所以可判断
新设备生 产 产 品 的 该 项 指 标 的 均 值 较 旧 设 备 有 显 著
提高.
19.解 (1)由试加工产品等级的频数分布表知,
甲分厂加工出来的一件产品为A级品的概率的估计值
为40
100=0.4
;
乙分厂加工出来的一件产品为A级品的概率的估计值
为28
100=0.28.
(2)由数据知甲分厂加工出来的100件产品利润的频数
分布表为
利润 65 25 -5 -75
频数 40 20 20 20
因此甲分厂加工出来的100件产品的平均利润为
65×40+25×20-5×20-75×20
100 =15.
由数据知乙分厂加工出来的100件产品利润的频数分
布表为
利润 70 30 0 -70
频数 28 17 34 21
因此乙分厂加工出来的100件产品的平均利润为
70×28+30×17+0×34-70×21
100 =10.
比较甲、乙两分厂加工的产品的平均利润,应选甲分厂
承接加工业务.
【刷高考题】
C 对于A,因为前3组的频率之和0.06+0.12+0.18
=0.36<0.5,前4组的频率之和0.36+0.30=0.66>
0.5,所以100块 稻 田 亩 产 量 的 中 位 数 所 在 的 区 间 为
[1050,1100),故A不正确;对于B,100块稻田中亩产
量低于1100kg的 稻 田 所 占 比 例 为6+12+18+30100 ×
100%=66%,故B不正确;对于C,因为1200-900=
300,1150-950=200,所以100块稻田亩产量的极差介
于200kg至300kg之间,故C正确;对于D,100块稻田
亩产量的平均值为 1
100×
(925×6+975×12+1025×18
+1075×30+1125×24+1175×10)=1067(kg),故D
不正确.综上所述,故选C.
必刷题十六 随机事件与概率
【刷基础题】
1.B 四个选项都是随机事件,根据定义只有B选项是一
定会发生的,是必然事件.故选:B.
2.C 由题知所有的样本点是(男,男),(男,女),(女,男),
(女,女).故选:C.
3.解析 ①随机事件,某地在2月3日可能下雪,也可能不
下雪;
②随机事件,函数y=ax,当a>1时在定义域上是增函
数,当0<a<1时在定义域上是减函数;
③不可能事件;
④必然事件,若a,b∈R,则ab=ba恒成立.
答案 ④ ③ ①②
4.B A1∪A2∪A3 表示的是A1,A2,A3 这三个事件中至
少有一个发生,
即可能击中1发、2发或3发.故选:B.
5.A 事件A∪B:至少有一件次品,即事件C,所以①正
确;事件A∩B=⌀,③不正确;
事件B∪D:至少有两件次品或至多有一件次品,包括了
所有情况,所以②正确;
事件A∩D:恰有一件次品,即事件A,所以④不正确.
故选:A.
6.D 对于A,“至少有一个白球”说明有白球,白球的个数
可能为1或2,而“都是白球”说明两个全是白球,这两个
事件可以同时发生,故A不是互斥的;
对于B,当两球一个白球一个红球时,“至少有一个白球”
与“至少有一个红球”均发生,故不互斥;
对于C,“恰有一个白球”,表示黑球个数为0或1,这与
“一个白球一个黑球”不互斥;
对于D,“至少一个白球”发生时,“红、黑球各一个”不会
发生,故互斥,但不对立,故选:D.
7.A 对A,“两次都不中靶”与“至少有一次中靶”不可能
同时发生,故A正确.
对B,“至少有一次中靶”包含“两次都中靶”的情况.故B
错误.
对C,“至少有一次中靶”包含“只有一次中靶”的情况.
故C错误.
对D,“至少有一次中靶”和“至多有一次中靶”均包含
“一次中靶”的情况.故D错误.
故选:A.
8.B 用集合的 Venn图解决此类问题较为直观,如图所
示,A∪B是必然事件.
故选:B.
9.C A中试验的样本点有两个,但这两个样本点出现的
可能性不一定相等,所以不是古典概型;B中试验的样本
点有11种,但每个样本点出现的可能性不相等,所以不
是古典概型;D中试验出现的样本点有无数多个,所以不
是古典概型.
10.C A项中由于点数的和出现的可能性不相等,故A不
是;B项中的基本事件是无限的,故B不是;C项满足古
典概型的有限性和等可能性,故C是;D项中基本事件
可能会无限个,故D不是.
11.A 根据题意作出图形,如图所示,在
O,A,B,C,D 中任取3点,有10种可
能 情 况,分 别 为 (OAB),(OAC),
(OAD),(OBC),(OBD),(OCD),
(ABC),(ABD),(ACD),(BCD),其中
取到的3点共线有(OAC)和(OBD)2
种可能情况,所以在O,A,B,C,D 中任取3点,则取到
的3点共线的概率为210=
1
5
,故选A.
12.B 用(A,B,C)表示A,B,C 通过主席台的次序,则所
有可能的次序有(A,B,C),(A,C,B),(B,A,C),(B,C,
A),(C,A,B),(C,B,A),共6种,其中B 先于A,C 通
过的有(B,C,A)和(B,A,C),共2种,故所求概率 为
2
6=
1
3.
·17·
|参考答案|