内容正文:
本章复习提升
易混易错练
易错点1 不能正确理解样本与总体的关系致错
1.中国农历的“二十四节气”是凝结着中华民族的智慧与传统文化的结晶.“二十四节气歌”是以“春、夏、秋、冬”开始的四句诗,2016年11月30日,“二十四节气”正式被联合国教科文组织列入人类非物质文化遗产,也被誉为“中国的第五大发明”.某小学三年级共有学生500名,随机抽查100名学生并提问“二十四节气歌”,只能说出“春、夏”两句的有45人,能说出“春、夏、秋”三句及其以上的有32人,据此估计该校三年级的500名学生中,对“二十四节气歌”只能说出第一句“春”或一句也说不出的有( )
A.69人 B.84人
C.108人 D.115人
易错点2 不能正确计算数据的数字特征致错
2.(多选)有甲、乙两组数据,甲:1,2,a,b,10;乙:1,2,5,6,11,其中a,b∈N+,若甲组数据的平均数等于乙组数据的中位数,要使甲组数据的方差小于乙组数据的方差,则(a,b)可以为( )
A.(5,6) B.(7,5) C.(6,6) D.(8,4)
3.佩带香囊是端午节传统习俗之一,香囊内通常填充一些中草药,有散发清香、驱虫、开窍的功效.经研究发现:一批香囊中一种草药甲的含量x(单位:克)与香囊功效y之间满足y=15x-x2.现从中随机抽取6个香囊,得到香囊中草药甲的含量的平均值为6克,香囊功效的平均值为15,则这6个香囊中草药甲含量的标准差为( )
A. B. C.3 D.15
易错点3 对统计图理解不清致错
4.某中学高一年级举行了期中统一考试,随机抽取一部分学生的数学成绩(单位:分)并分组统计如下表:
分组
频数
频率
[0,30)
2
0.02
[30,60)
5
0.05
[60,90)
35
0.35
[90,120)
m
n
[120,150]
13
0.13
合计
M
N
(1)求出表中m,n,M,N的值,并根据表中数据补全频率分布直方图;
(2)请根据频率分布直方图估计这次数学成绩的样本数据的第35百分位数;
(3)命题老师在考前期待这份试卷成绩的平均分在95分到105分之间,请你根据频率分布直方图估计最终成绩是否符合他的期待.
思想方法练
一、数形结合思想在统计学中的应用
1.从全校参加数学竞赛的学生的试卷中抽取一个样本,考查竞赛的成绩分布,将样本分成5组,绘成频率分布直方图(如图),图中从左到右各小组的小矩形的高之比为1∶3∶6∶4∶2,最右边一组的频数是6,请结合直方图提供的信息,解答下列问题:
(1)样本容量是多少?
(2)列出频率分布表;
(3)成绩落在哪个范围内的人数最多?并求出该小组的频数、频率;
(4)估计这次竞赛中,成绩不低于60分的学生占总人数的百分比.
2.共享单车入住某市以来,因其“绿色出行,低碳环保”的理念而备受人们的喜爱.某机构为了解共享单车使用者的年龄段、使用频率和满意度三个方面的信息,在全市范围内发放5 000份调查问卷,回收到有效问卷3 125份,现从中随机抽取80份,分别对使用者的年龄段、26~35岁使用者的使用频率、26~35岁使用者的满意度进行汇总,得到下表:
表一
使用者
年龄段
25岁及
以下
26~
35岁
36~
45岁
46岁及
以上
人数
20
40
10
10
表二
使用
频率
0~6
次/月
7~14
次/月
15~22
次/月
23~31
次/月
人数
5
10
20
5
表三
满意度
非常满意
[9,10]
满意
[8,9)
一般
[7,8)
不满意
[6,7)
人数
15
10
10
5
(1)依据上述表格完成下列三个统计图:
(2)某城区现有常住人口30万,请用样本估计总体的思想,试估计年龄在26~35岁之间每月使用共享单车在7~14次的人数.
二、函数与方程思想在统计学中的应用
3.某市为了鼓励市民节约用电,实行“阶梯式”电价,将该市每户居民的月用电量划分为三档,月用电量不超过200千瓦时的部分按0.5元/千瓦时收费,超过200千瓦时但不超过400千瓦时的部分按0.8元/千瓦时收费,超过400千瓦时的部分按1.0元/千瓦时收费.
(1)求某户居民一个月的电费y(单位:元)关于月用电量x(单位:千瓦时)的函数解析式;
(2)为了了解居民的用电情况,通过抽样获得了今年1月份100户居民每户的用电量,统计分析后得到如图所示的频率分布直方图.若这100户居民中今年1月份电费小于260元的占80%,求a,b的值;
(3)根据(2)中求得的数据计算1月份用电量的第75百分位数.
4.某公司计划购买1台机器,该种机器使用三年后即被淘汰.机器有一易损零件,在购进机器时,可以额外购买这种零件作为备件,每个200元.在机器使用期间,若备件不足再购买,则每个500元.现需决策在购买机器时应同时购买几个易损零件,为此搜集并整理了100台这种机器在三年使用期内更换的易损零件数,得到柱形图如图所示:
记x表示1台机器在三年使用期内需更换的易损零件数,y表示1台机器在购买易损零件上所需的费用(单位:元),n表示购机的同时购买的易损零件数(x,n∈N).
(1)若n=19,求y与x的函数解析式;
(2)若要求“需更换的易损零件数不大于n”的频率不小于0.5,求n的最小值;
(3)假设这100台机器在购机的同时每台都购买19个易损零件,或每台都购买20个易损零件,分别计算这100台机器在购买易损零件上所需费用的平均数,以此作为决策依据,判断购买1台机器的同时应购买19个还是20个易损零件.
答案与分层梯度式解析
易混易错练
1.D 由题意得100名学生中只能说出第一句“春”或一句也说不出的学生有100-45-32=23(人),
故估计该校三年级的500名学生中,对“二十四节气歌”只能说出第一句“春”或一句也说不出的有500×=115(人).
易错提示
正确区分样本与总体,并用样本来估计总体.
2.BCD 由题意可得,乙组数据的平均数为×(1+2+5+6+11)=5,中位数为5,
所以甲组数据的平均数为×(1+2+a+b+10)=5,
所以a+b=12.
因为甲组数据的方差小于乙组数据的方差,
所以(1-5)2+(2-5)2+(a-5)2+(b-5)2+(10-5)2<(1-5)2+(2-5)2+(5-5)2+(6-5)2+(11-5)2,
即(a-5)2+(b-5)2<12,
又a,b∈N+,所以(a,b)可以为(4,8),(5,7),(6,6),(7,5),(8,4).故选BCD.
3.B 设抽取的6个香囊中草药甲的含量分别为xi克,香囊功效分别为yi(i=1,2,…,6),
因为草药甲的含量的平均值为6克,香囊功效的平均值为15,
所以x1+x2+…+x6=6×6=36,y1+y2+…+y6=6×15=90,所以15(x1+x2+…+x6)-(++…+)=90,所以++…+=450,
所以这6个香囊中草药甲含量的方差s2=[(x1-6)2+(x2-6)2+…+(x6-6)2]=[(++…+)-12(x1+x2+…+x6)+6×36]=×(450-12×36+6×36)=39,所以这6个香囊中草药甲含量的标准差为.故选B.
易错警示
要结合具体情境理解数字特征的计算、意义和作用,明白每一种数字特征的优势和不足,并能根据现实问题的需要选择恰当的数字特征来表达数据的信息.
4.解析 (1)由频率分布表,得M==100,所以m=100-(2+5+35+13)=45,
所以第四组的频率n==0.45.
由频率之和为1,可得N=1.补全的频率分布直方图如下:
(2)由题意知抽取的总人数为100,前两组的频率之和为0.02+0.05=0.07,第三组的频率为0.35,所以第35百分位数在第三组内,=0.8,0.8×30=24,所以第35百分位数为60+24=84(分).
(3)由频率分布直方图可得平均成绩为0.02×15+0.05×45+0.35×75+0.45×105+0.13×135=93.6(分),
因为93.6<95,所以估计最终成绩不符合命题老师的期待.
易错警示
利用直方图求众数、中位数、平均数等的结果均为近似值,其往往与实际得出的数据不一致.但它们能粗略估计众数、中位数、平均数等数字特征.
思想方法练
1.解析 (1)设样本容量为n.
∵最右边一组的频数是6,从左到右各小组的小矩形的高之比为1∶3∶6∶4∶2,
∴2∶(1+3+6+4+2)=6∶n,解得n=48.
(2)频率分布表如下:
分组
频数
频率
[50,60)
3
[60,70)
9
[70,80)
18
[80,90)
12
[90,100]
6
合计
48
1
(3)成绩落在[70,80)内的人数最多,频数为18,频率为.
(4)样本中成绩不低于60分的学生占总人数的×100%=93.75%.∴估计这次竞赛中,成绩不低于60分的学生占总人数的93.75%.
2.解析 (1)如图.
(2)由表一可知,年龄在26~35岁之间的有40人,占总抽取人数的一半,用样本估计总体的思想可知,该城区30万人口中年龄在26~35岁之间的约有30×=15(万人).
又年龄在26~35岁之间每月使用共享单车在7~14次之间的有10人,占此年龄段总抽取人数的,用样本估计总体的思想可知,年龄在26~35岁之间每月使用共享单车在7~14次之间的约有15×=(万人).
思想方法
对于考查用样本估计总体的有关问题,要明确统计图表的含义,会读取图表中的信息,同时还要注意各种数据的特征,从而作出判断.
3.解析 (1)当0≤x≤200时,y=0.5x;
当200<x≤400时,y=0.5×200+0.8×(x-200)=0.8x-60;当x>400时,y=0.5×200+0.8×200+1.0×(x-400)=x-140.
所以y与x之间的函数解析式为
y=
根据题目信息列出y与x的关系式,应用了函数思想.
(2)由(1)可知,当y=260时,x=400,即用电量不超过400千瓦时的占80%,
结合频率分布直方图可知,
解得
(3)设第75百分位数为m,由题图知用电量不超过300千瓦时的频率为(0.001 0+0.002 0+0.003 0)×100=0.6,用电量不超过400千瓦时的频率为0.8,所以第75百分位数在(300,400]内,所以0.6+(m-300)×0.002 0=0.75,解得m=375,故1月份用电量的第75百分位数为375千瓦时.
4.解析 (1)当x≤19时,y=3 800;
当x>19时,y=3 800+500(x-19)=500x-5 700,
所以y=(x∈N).
(2)由题中柱形图知,需更换的易损零件数不大于18的频率为0.46,不大于19的频率为0.7,故n的最小值为19.
(3)若每台机器在购机的同时都购买19个易损零件,则这100台机器中有70台在购买易损零件上的费用为3 800元,20台在购买易损零件上的费用为4 300元,10台在购买易损零件上的费用为4 800元,
因此这100台机器在购买易损零件上所需费用的平均数为×(3 800×70+4 300×20+4 800×10)=4 000(元).
若每台机器在购机的同时都购买20个易损零件,则这100台机器中有90台在购买易损零件上的费用为4 000元,10台在购买易损零件上的费用为4 500元,
因此这100台机器在购买易损零件上所需费用的平均数为×(4 000×90+4 500×10)=4 050(元).
比较两个平均数可知,购买1台机器的同时应购买19个易损零件.
思想方法
函数与方程思想在本章中主要体现在(1)利用频率和为1列方程或求平均数,中位数等;(2)在样本数字特征的计算中,构造函数.
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