内容正文:
核心素养测评 (时间:45分钟 分值:80分)
六十五 用样本估计总体
基础保分练
一、单选题
1.(5分)已知一组从小到大排列的数据34,36,39,41,44,45,x,50的第65 百分位数是45,那么实数 x的取值范围是( )
A.[45,+∞) B.(45,+∞)
C.(45,50) D.[45,50]
【解析】选D.因为8×65%=5.2,所以这组数据的第65百分位数是第6项数据45,又因为数据按从小到大排列,所以45≤x≤50.
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2.(5分)(2025·贵阳模拟)平均数、中位数和众数都是刻画一组数据的集中趋势的信息,它们的大小关系和数据分布的形态有关,在如图分布形态中,a,b,c分别对应这组数据的平均数、中位数和众数,则下列关系正确的是( )
A.a<b<c B.b<a<c
C.c<b<a D.c<a<b
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【解析】选A.由题中数据分布图知,众数是最高矩形下底边的中点的横坐标,因此众数c为右起第二个矩形下底边的中点值,直线x=b左右两边矩形面积相等,而直线x=c左边矩形面积大于右边矩形面积,则b<c,
又数据分布图左拖尾,则平均数a小于中位数b,即a<b,所以a<b<c.
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3.(5分)若样本x1,x2,x3,…,xn的平均数为10,方差为20,则样本2x1-5,2x2-5,2x3-5,…,2xn-5的平均数和方差分别为( )
A.20,35 B.20,40
C.15,75 D.15,80
【解析】选D.由题得样本2x1-5,2x2-5,…,2xn-5的平均数为2×10-5=15,方差为22×20=80.
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4.(5分)某公司为了解用户对其产品的满意度,从使用该产品的用户中随机调查了100个用户,根据用户对产品的满意度评分,得到如图所示的用户满意度评分的频率分布直方图:
根据此频率分布直方图,下面结论中不正确的是( )
A.对该公司产品满意度评分低于60分的用户比例估计为35%
B.对该公司产品满意度评分不低于70分的用户比例估计为40%
C.估计该公司用户对产品的满意度评分的平均值不超过60分
D.估计该公司有一半以上的用户,对产品的满意度评分介于50分至80分之间
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【解析】选C.对于A,对该公司产品满意度评分低于60分的用户比例估计为(0.015+0.020)×10×100%=35%,故A正确,不符合题意;
对于B,对该公司产品满意度评分不低于70分的用户比例估计为(0.020+0.010+0.010)×10×100%=40%,故B正确,不符合题意;
对于C,估计该公司用户对产品的满意度评分的平均值为=45×0.15+55×0.2+65×0.25+75×0.2+85×0.1+95×0.1=67>60,故C错误,符合题意;
对于D,对产品的满意度评分介于50分至80分之间的用户比例为(0.025+0.020+0.020)×10×100%=65%,
估计该公司有一半以上的用户,对产品的满意度评分介于50分至80分之间,故D正确,不符合题意.
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5.(5分)(2025·南通模拟)现有一份由连续正整数(可重复)组成的样本,其容量为m,满足上四分位数为28,第80百分位数为30,则m的最小值为( )
A.24 B.25 C.28 D.29
【解析】选D.对于A,若样本容量的最小值为24,则24×=18,24×0.8=19.2,
则第18,19个数据均为28,第20个数据应为30,
与x1,x2,…,xn是连续的正整数显然不符,故A错误;
对于B,若样本容量的最小值为25,则25×=18.75,25×0.8=20,
则第19个数据应为28,第20,21个数据均为30,
与x1,x2,…,xn是连续的正整数显然不符,故B错误;
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对于C,若样本容量的最小值为28,则28×=21,28×0.8=22.4,
则第21,22个数据均为28,第23个数据应为30,
与x1,x2,…,xn是连续的正整数显然不符,故C错误;
对于D,若样本容量的最小值为29,则29×=21.75,29×0.8=23.2,
则第22个数据应为28,第24个数据应为30,所以第23个数据应该是29,符合题意,故D正确.
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6.(5分)在某学校开展的“防电信诈骗知识竞赛”活动中,高三年级部派出甲、乙、
丙、丁四个小组参赛,每个小组各有10位选手.记录参赛人员失分(均为非负整数)情况,若小组的每位选手失分都不超过7分,则该组为“优秀小组”,已知选手失分数据信息如下,则一定为“优秀小组”的是( )
A.甲组中位数为3,极差为5
B.乙组平均数为2,众数为2
C.丙组平均数为2,方差为3
D.丁组平均数为2,第85百分位数为7
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【解析】选C.A选项,假设存在选手失分超过7分,失8分,根据极差为5,得到最低失分为3分,
此时中位数可以为3,故假设可以成立,故A错误;
B选项,假设乙组的失分情况为0,0,1,1,2,2,2,2,2,8,
满足平均数为2,众数为2,但该组不为“优秀小组”,故B错误;
C选项,丙组的失分情况从小到大排列依次为x1,x2,…,x10,
丙组平均数为2,方差为3,即++…+=30,
若x10=8,则=36>30,不合要求,故x10≤7,
所以该组每位选手失分都不超过7分,则该组为“优秀小组”,故C正确;
D选项,85%×10=8.5,故从小到大,选取第9个数作为第85百分位数,
即从小到大第9个数为7,假设丁组失分情况为0,0,0,0,0,0,0,5,7,8,
满足平均数为2,第85百分位数为7,但不是“优秀小组”,故D错误.
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二、多选题
7.(5分)现有十个点的坐标为 (x1,0),(x2,0),…,(x10,0),它们分别与 (y1,10),(y2,10),…,(y10,10)关于点(3,5)对称.已知 x1,x2,…,x10的平均数为a,中位数为 b,方差为c,极差为d,则 y1,y2,…,y10这组数满足( )
A.平均数为6-a B.中位数为 6-b
C.方差为c D.极差为6-d
【解析】选ABC.由于 (x1,0),(x2,0),…,(x10,0),它们分别与 (y1,10),(y2,10),…,(y10,10)关于点(3,5)对称,
则有xi+yi=6(i∈Z,1≤i≤10),即有 yi=6-xi(i∈Z,1≤i≤10).
则由平均数的性质可得y1,y2,…,y10这组数的平均数为 6-a,
结合中位数性质可知中位数为6-b,结合方差性质可得方差为c,由极差定义可知极差为d.
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8.(5分)在某次射击比赛结束后,通过数据记录得到其中一名选手的得分分别为7,12,13,17,18,20,32,则( )
A.该组数据的极差为25
B.该组数据的第75百分位数为19
C.该组数据的平均数为17
D.若该组数据去掉一个数得到一组新数据,则这两组数据的平均数可能相等
【解析】选ACD.对于A项,极差为32-7=25,故A正确;
对于B项,7×75%=5.25,故第75百分位数为20,故B错误;
对于C项,平均数为=17,故C正确;
对于D项,去掉17后,这两组数据的平均数相等,故D正确.
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【加练备选】
(多选题)(2024·济南模拟)某次数学考试后,为分析学生的学习情况,某校从某年级中随机抽取了100名学生的成绩,整理得到如图所示的频率分布直方图.为进一步分析高分学生的成绩分布情况,计算得到这100名学生中,成绩位于[80,90)内的学生成绩方差为12,成绩位于[90,100)内的学生成绩方差为10.则( )
A.a=0.004
B.估计该年级学生成绩的中位数为77.14
C.估计该年级成绩在80分及以上的学生成绩的平
均数为87.50
D.估计该年级成绩在80分及以上的学生成绩的方
差为30.25
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【解析】选BCD.A项,在频率分布直方图中,所有直方图的面积之和为1,
则(2a+3a+7a+6a+2a)×10=200a=1,解得a=0.005,故A错误;
B项,前两个矩形的面积之和为(2a+3a)×10=50a=0.25<0.5,
前三个矩形的面积之和为(2a+3a+7a)×10=120a=0.6>0.5.
设该年级学生成绩的中位数为m,则m∈[70,80),
根据中位数的定义可得0.25+(m-70)×0.035=0.5,解得m≈77.14,
所以估计该年级学生成绩的中位数为77.14,故B正确;
C项,估计成绩在80分及以上的同学的成绩的平均数为×85+×95=87.5分,故C正确;
D项,估计该年级成绩在80分及以上的学生成绩的方差为+[10+(87.5-95)2]=30.25,故D正确.
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三、填空题
9.(5分)已知样本x1,x2,…,x2 026的平均数为2,方差为2 025,则,,…,的平均数
为______.
【解析】由题意,可得=2,所以x1+x2+…+x2 026=4 052,
又由=2 025,
即++…+-4(x1+x2+…+x2 026)+22×2 026=2 025×2 026,
所以=2 029.
2 029
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10.(5分)数列{an}是公差不为零的等差数列,其前n项和为Sn.若记数据a1,a2,a3,…,
a1 000的标准差为σ1,数据,,,…,的标准差为σ2,则= ___.
【解析】因为数列{an}是公差不为零的等差数列,其前n项和为Sn,所以==an+a1,因此σ2=σ1,即=2.
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四、解答题
11.(10分)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.
【解析】(1)=×(82+81+79+78+95+88+93+84)=85,
=×(92+95+80+75+83+80+90+85)=85,
=×[(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,
=×[(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.
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(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.
【解析】(2)由(1)知=,<,
甲的成绩较稳定,所以派甲参赛比较合适.
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12.(10分)某中药产品的质量以其质量指标值衡量,质量指标值越大表明质量越好.为了提高中药产品的质量,我国医疗科研专家攻坚克难,研发出A,B两种新配方,在这两种新配方生产的产品中随机抽取数量相同的样本,测量这些产品的质量指标值,规定质量指标值小于85为废品,在[85,115)内为一等品,不小于115为特等品.现把测量数据整理如表,其中B配方的样本中有6件废品.
A配方的频数分布表 B配方的频率分布直方图
质量指标值 [75,85) [85,95) [95,105) [105,115) [115,125]
频数 8 a 36 24 8
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(1)求实数a,b的值.
【解析】(1)依题意得,A,B两种配方的样本容量相同,设为n.
由B配方的样本中有6件废品,结合B配方的频率分布直方图,得=0.006×10,解得n=100,
所以a=100-(8+36+24+8)=24.
由(0.006+b+0.038+0.022+0.008)×10=1,得b=0.026.
所以实数a,b的值分别为24,0.026.
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(2)试确定A配方和B配方哪一种更好?(说明:在统计方法中,同一组数据常用该组区间的中点值作代表)
【解析】(2)由(1)及A配方的频数分布表得,A配方质量指标值的样本平均数=
=100,
A配方质量指标值的样本方差=×[(-20)2×8+(-10)2×24+0×36+102×24+202×8]
=112.
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由(1)及B配方的频率分布直方图得,
B配方质量指标值的样本平均数=80×0.06+90×0.26+100×0.38+110×0.22+120×0.08=100,
B配方质量指标值的样本方差=(-20)2×0.06+(-10)2×0.26+0×0.38+102×0.22+
202×0.08=104.
综上,=,>,
即A,B两种配方质量指标值的样本平均数相等,但A配方质量指标值没有B配方质量指标值稳定,所以B配方更好.
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创新提分练
13.(5分)(2025·海口模拟)已知数据x1,x2,x3,…,x10,满足:xi-xi-1=1(2≤i≤10),若去掉x1,x10后组成一组新数据,则新数据与原数据相比,下列说法错误的是( )
A.中位数不变
B.若x1=1,则数据x1,x2,x3,…,x10的第75百分位数为7.5
C.平均数不变
D.方差变小
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【解析】选B.原来的中位数与现在的中位数均为,故中位数不变,故A正确,不符合题意;
当x1=1时,数据按从小到大顺序排列为1,2,3,4,5,6,7,8,9,10.
因为10×75%=7.5,所以该组数据的第75百分位数是第8个数8,故B错误,符合题意;
由于xi-xi-1=1(2≤i≤10),故x2=x1+1,x3=x1+2,…,x9=x1+8,x10=x1+9,
原来的平均数为==x1+4.5,
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去掉x1,x10后的平均数为==x1+4.5,平均数不变,故C正确,不符合题意;
原来的方差为
=8.25,
去掉x1,x10后的方差为
=5.25,方差变小,故D正确,不符合题意.
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14.(5分)已知一组统计数据x1,x2,…,xn的平均数为,方差为s2,则函数f(x)=
的最小值为____.
【解析】由=xi,得s2==(-2xi+n 2)=(-n 2),
则=n(s2+ 2),
故f(x)==nx2-2xxi+=nx2-2n·x+=n+ns2≥ns2,当且仅当
x=时等号成立,所以函数f(x)=的最小值为ns2.
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