5.1.4 用样本估计总体-【金版新学案】2025-2026学年高中数学必修第二册同步课堂高效讲义配套课件PPT(人教B版)
2026-03-18
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学人教B版必修第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 5.1.4 用样本估计总体 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 5.00 MB |
| 发布时间 | 2026-03-18 |
| 更新时间 | 2026-03-18 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 金版新学案·高中同步课堂高效讲义 |
| 审核时间 | 2026-02-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56459818.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中数学课件聚焦“用样本估计总体”,涵盖样本数字特征(平均数、方差等)及分布估计,通过彩票数据问题导入,承接抽样方法,搭建从抽样到估计的学习支架,帮助学生构建统计知识应用脉络。
其亮点在于以生活实例驱动教学,如彩票分析、樱桃产量估计等,培养学生用数学眼光观察数据、用数学思维分析问题、用数学语言表达结论的素养,题型丰富且规律总结清晰,助力学生提升数据分析与运算能力,教师教学更系统高效。
内容正文:
5.1.4 用样本估计总体
第五章 5.1 统计
知识层面
1.会求样本的平均数、标准差、方差.
2.理解用样本的数字特征估计总体的数字特征的方法.
3.会应用相关知识解决实际统计问题.
素养层面
通过样本数字特征的学习,提升数据分析素养;借助用样本的数字特征解决实际问题,提升数学运算素养.
新知导学
1
合作探究
2
随堂演练
3
课时测评
4
内容索引
新知导学
返回
中国体育彩票的种类有很多.体育彩票市场曾创造了无数的神话,相当一部分中奖者在谈及自己的中奖经历时都表示他们能够中奖,是经过长期研究体育彩票的走势及中奖号码分布特点后(即作出频率分布表),精心选号的结果.所以说彩民之所以能中大奖是因为他们“推测”的方法是科学的,“推测”的结果是比较可靠的.那么他们是如何“推测”的呢?
问题1.你认为应该从哪些方面对彩票进行“推测”?
提示:把中奖号码绘制成图、表等进行观察,分析中奖号码的分布、走势,以此去推测、估计下次的中奖号码.其主要是利用中奖号码的分布去估计下期中奖号码的分布.
问题2.他们是如何处理中奖数据的?
提示:绘成图、表进行分析.
问题导思
知识点 用样本估计总体
1.用样本估计总体
(1)前提
样本的容量恰当,抽样方法合理.
(2)必要性
①在容许一定误差存在的前提下,可以用样本的数字特征估计总体的数字特征,这样能节省人力和物力等.
②有时候总体的数字特征不可能获得,只能用样本的数字特征去估计总体的数字特征.
新知构建
(3)误差
估计一般是有误差的.但是,大数定律可以保证,当样本的容量越来越大时,估计的误差很小的可能性将越来越大.
2.用样本的数字特征估计总体的数字特征
(1)一般来说,在估计总体的数字特征时,只需直接算出样本对应的数字特征即可.
(2)样本是用分层抽样得到的,由每一层的数字特征估计总体的数字特征.以分两层抽样的情况为例.
条件 假设第一层有m个数,分别为x1,x2,…,xm,平均数为 ,方差为s2;第二层有n个数,分别为y1,y2,…,yn,平均数为 ,方差为t2
结论
3.用样本的分布来估计总体的分布
如果总体在每一个分组的频率记为π1,π2,…,πn,样本在每一组对应的频率记为p1,p2,…,pn,一般来说, (πi-pi)2不等于零.当样本的容量越来越大时,上式很小的可能性将越来越大.
1.李大伯承包了一个果园,种植了100棵樱桃树,今年已进入收获期,收获时,从中任选并采摘了10棵树的樱桃,分别称得每棵树所产樱桃的质量如下表:
据调查,市场上今年樱桃的批发价格为每千克15元,用所学的统计知识估计今年此果园樱桃的总产量与按批发价格销售樱桃所得的总收入分别约为
A.200千克,3 000元 B.1 900千克,28 500元
C.2 000千克,30 000元 D.1 850千克,27 750元
自主检测
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
质量/千克 14 21 27 17 18 20 19 23 19 22
√
样本平均数为(14+21+27+17+18+20+19+23+19+22)÷10=20(千克).由此可估计每棵樱桃树所产樱桃质量平均约为20千克,所以这100棵樱桃树所产樱桃的质量约为20×100=2 000(千克).根据樱桃批发价格为每千克15元,可得总收入约为15×2 000=30 000(元).故选C.
样本为所研究的具体对象,样本容量越大,越能反映总体情况,估计越精确.总体容量不影响样本估计结果.故选ABD.
2.(多选)对于用样本分布估计总体分布的过程,下列说法不正确的是
A.总体容量越大,估计越精确
B.总体容量越小,估计越精确
C.样本容量越大,估计越精确
D.样本容量越小,估计越精确
√
√
√
由表可知,优秀的人数为3+1=4,则优秀率为 =20%,故据此估计该班的优秀率约为20%.故选B.
3.在一次模拟考试后,从高三某班随机抽取了20位学生的数学成绩,其分布如下:
分数在130分(包括130分)以上者为优秀,据此估计该班的优秀率约为
A.10% B.20%
C.30% D.40%
√
分组 [90,100) [100,110) [110,120) [120,130) [130,140) [140,150]
频数 1 2 6 7 3 1
甲组数据的中位数为65,由甲,乙两组数据的中位数相等,得y=5.又甲、乙两组数据的平均值相等,所以 ×(56+65+62+74+70+x)=
×(59+61+67+65+78),所以x=3.故选A.
4.如图所示的茎叶图记录了甲,乙两组各5名工人
某日的产量数据(单位:件).若这两组数据的中位数
相等,且平均值也相等,则x和y的值分别为
A.3,5 B.5,5
C.3,7 D.5,7
√
返回
5. 某校为了了解学生的课外阅读情况,随机调查了50名学生,得到他们在某一天各自课外阅读所用时间的数据,结果用右面的柱形图表示.根据柱形图估计该校学生这一天平均的课外阅读时间为______h.
0.9
合作探究
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例1
题型一 用样本的数字特征估计总体的数字特征
(新课标全国卷Ⅱ节选)某公司为了解用户对其产品的满意度,从A,B两地区分别随机调查了40个用户,根据用户对产品的满意度评分,得到A地区用户满意度评分的频率分布直方图(如图1)和B地区用户满意度评分的频数分布表.
A地区用户满意度评分的频率分布直方图
图1
B地区用户满意度评分的频数分布表
满意度评分分组 [50,60) [60,70) [70,80) [80,90) [90,100]
频数 2 8 14 10 6
在图2中作出B地区用户满意度评分的频率分布直方图,并通过直方图比较两地区满意度评分的平均值及分散程度(不要求计算出具体值,给出结论即可).
B地区用户满意度评分的频率分布直方图
图2
[思路点拨] 先依据B地区用户满意度评分的频数分布表中的频数作出B地区的频率分布直方图,再比较A、B两地的直方图得出平均值和分散程度的情况.
解:B地区用户满意度评分的频率分布直方图如下图所示.
通过两地区用户满意度评分的频率分布直方图可以看出,B地区用户满意度评分的平均值高于A地区用户满意度评分的平均值;B地区用户满意度评分比较集中,而A地区用户满意度评分比较分散.
规律方法
频率分布直方图中数字特征的求解技巧
若频率分布直方图的横轴是区间形式,则各数字特征可以近似估计如下:
(1)中位数:频率分布直方图中,中位数左边和右边的直方图的面积应该相等,由此可以估计中位数的值.
(2)平均数:平均数的估计值等于频率分布直方图中每个矩形的高度(面积)与相应区间的中点值(有时也用左端点值或右端点值)之积的总和.
规律方法
(3)众数:在频率分布直方图中,众数约为最高的矩形对应区间的中点值.
[注意] 利用频率分布直方图求出的众教、中位数、平均数均为近似值,往往与由实际数据得出的结果不一致,但通过它们能粗略地估计众数、中位数和平均数.
在[55,75)的人数为(0.040×10+0.025×10)×20=13.
对点练1.为了调查某厂工人生产某种产品
的能力,随机抽查了20位工人某天生产该产
品的数量得到频率分布直方图如图所示,则
(1)这20名工人中一天生产该产品数量在[55,
75)的人数是________.
13
(2)这20名工人中一天生产该产品数量的中位数为________.
(3)这20名工人中一天生产该产品数量的平均数为________.
62.5
设中位数为x,则0.2+(x-55)×0.04=0.5,x=62.5.
64
0.20×50+0.40×60+0.25×70+0.10×80+0.05×90=64.
题型二 用样本的分布估计总体的分布
某大学艺术专业400名学生参加某次
测评,根据男女学生人数比例,使用分层
抽样的方法从中随机抽取了100名学生,记
录他们的分数,将数据分成7组:[20,30),
[30,40),…,[80,90],并整理得到如图所示的频率分布直方图.
(1)在总体的400名学生中,估计分数小于70的频率;
解:根据频率分布直方图可知,样本中分数不小于70的频率为(0.04+0.02)×10=0.6.
所以样本中分数小于70的频率为1-0.6=0.4.
所以在总体的400名学生中,分数小于70的频率估计为0.4.
例2
(2)已知样本中分数小于40的学生有5人,试估计总体中分数在区间[40,50)内的人数;
解:根据题意,样本中分数不小于50的频率为(0.01+0.02+0.04+0.02)×10=0.9,
分数在区间[40,50)内的人数为100-100×0.9-5=5.
所以总体中分数在区间[40,50)内的人数估计为400× =20.
(3)已知样本中有一半男生的分数不小于70,
且样本中分数不小于70的男女生人数相等.
试估计总体中男生和女生人数的比例.
解:由题意可知,样本中分数不小于70的
学生人数为(0.02+0.04)×10×100=60,
所以样本中分数不小于70的男生人数为60× =30.
所以样本中的男生人数为30×2=60,女生人数为100-60=40,男生和女生人数的比例为60∶40=3∶2.
所以根据分层抽样原理,总体中男生和女生人数的比例估计为3∶2.
规律方法
1.总体的分布分两种情况
(1)当总体中的个体取值很少时,用茎叶图估计总体的分布.
(2)当总体中的个体取值较多时,将样本数据恰当分组,用各组的频率分布描述总体的分布,方法是用频率分布表或频率分布直方图.
2.利用频率分布直方图求数字特征
(1)在频率分布直方图中,众数是最高的矩形的底边的中点.
(2)在频率分布直方图中,中位数左边和右边的直方图的面积相等.
(3)平均数等于频率分布直方图中每个小矩形的面积乘以小矩形底边中点的横坐标之和.
对点练2.某行业主管部门为了解本行业中小企业的生产情况,随机调查了100个企业,得到这些企业第一季度相对于前一年第一季度产值增长率y的频数分布表.
(1)分别估计这类企业中产值增长率不低于40%的企业比例、产值负增长的企业比例;
y [-0.20,0) [0,0.20) [0.20,0.40) [0.40,0.60) [0.60,0.80)
企业数 2 24 53 14 7
根据产值增长率频数分布表得,所调查的100个企业中产值增长率不低于40%的企业频率为 =0.21.产值负增长的企业频率为 =0.02.
用样本频率分布估计总体分布得这类企业中产值增长率不低于40%的企业比例为21%,产值负增长的企业比例为2%.
(2)求这类企业产值增长率的平均数与标准差的估计值(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表).(精确到0.01)
附: ≈8.602.
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随堂演练
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1.甲、乙、丙、丁四人参加奥运会射击项目选拔赛,四人的平均成绩和方差如下表所示:
从这四个人中选择一人参加奥运会射击项目比赛,最佳人选是
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
由表可知,乙、丙的成绩最好,平均环数都为8.9,但丙的方差大,说明丙的波动性大,所以乙为最佳人选.
√
甲 乙 丙 丁
平均环数 8.6 8.9 8.9 8.2
方差s2 3.5 2.1 3.5 5.6
2.为了解某中学300名男生的身高情况,随机抽
取若干名男生进行身高测量,将所得数据整理后,
画出频数分布直方图(如图).估计该校男生的身高
在169.5 cm~174.5 cm之间的人数有
A.12 B.48
C.72 D.96
根据图形,身高在169.5 cm~174.5 cm之间的人数的百分比为:
×100%=24%,所以该校男生的身高在169.5 cm~174.5 cm之间的人数有300×24%=72(人).故选C.
√
3.甲、乙两名篮球运动员在某几场比赛中得分的茎叶图如图所示,则甲、乙两人这几场比赛得分的中位数之和是
A.63
B.64
C.65
D.66
甲、乙两人在这几场比赛中得分的中位数分别是36和27,则中位数之和是36+27=63.故选A.
√
甲 乙
5 2
5 4
9 7 6 1
9 4
0 1
2
3
4
5 3 4 6
3 6 7 8
3 8 9
1
4.在“争创美丽校园,争做文明学生”示范校评比活动中,10位评委给某校的评分情况如下表所示:
则这10位评委评分的平均数是________分.
89
评分/分 80 85 90 95
评委人数 1 2 5 2
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课时测评
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1.某工艺品厂随机抽取甲、乙两个批次的初加工矩形产品,其宽度与长度的比值样本如下:
甲批次:0.598 0.625 0.628 0.595 0.639
乙批次:0.618 0.613 0.592 0.622 0.620
我们将比值为0.618的矩形称为“完美矩形”,0.618为标准值,根据上述两个样本来估计两个批次的总体平均数,则结论正确的是
A.甲批次的总体平均数与标准值更接近
B.乙批次的总体平均数与标准值更接近
C.两个批次的总体平均数与标准值接近程度相同
D.以上选项均不对
√
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甲批次的样本平均数为 甲= ×(0.598+0.625+0.628+0.595+0.639)=0.617,乙批次的样本平均数为 乙= ×(0.618+0.613+0.592+0.622+0.620)=0.613.0.617更接近于0.618,故甲批次的总体平均数与标准值更接近.
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2.某校高三年级的学生参加了一次数学测试,学生的成绩全部介于60分到140分之间(满分150分),为统计学生的这次考试情况,从中随机抽取100名学生的考试成绩作为样本进行统计.将这100名学生的测试成绩的统计结果按如下方式分成八组:第一组[60,70),第二组[70,80),第三组[80,90),……如图是按上述分组方法得到的频
率分布直方图的一部分.则第七组的频数为
A.8 B.10
C.12 D.16
设第七组的频率为p,则(0.004+0.012+0.016+0.03+0.02+0.006+p+0.004)×10=1,故p=0.008.故第七组的频数为100×10×0.008=8.故选A.
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3.(多选)下列说法中正确的为
A.数据的极差越小,样本数据分布越集中、稳定
B.数据的平均数越小,样本数据分布越集中、稳定
C.数据的标准差越小,样本数据分布越集中、稳定
D.数据的方差越小,样本数据分布越集中、稳定
由数据的极差、标准差、方差的定义可知,它们都可以影响样本数据的分布和稳定性,而数据的平均数则与之无关,故B不正确,A、C、D正确.
√
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4.为了了解某学校学生的身体发育情况,随机抽查
了该校100名高中男生的体重情况,根据所得数据画
出样本的频率分布直方图如图所示.根据此图,估计
该校2 000名高中男生中体重不小于70.5 kg的人数为
A.300 B.360
C.420 D.450
由题图得,100名高中男生体重不小于70.5 kg的频率是(0.04+0.034+0.016)×2=0.18.故该校2 000名高中男生中体重不小于70.5 kg的频率是0.18,人数为2 000×0.18=360.故选B.
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5.某校为了对高一年级学生的体重进行摸底调查,随机抽取了50名学生的体重(kg),将所得数据整理后,画出了频率分布直方图,如图所示.体重在[45,50)内适合跑步训练,体重在[50,55)内适合跳远训练,体重
在[55,60]内适合投掷相关方面训练,估计该校九年级学
生适合参加跑步、跳远、投掷三项训练的集训人数之比为
A.4∶3∶1 B.5∶3∶1
C.5∶3∶2 D.3∶2∶1
体重在[45,50)内的频率为0.1×5=0.5,体重在[50,55)内的频率为0.06×5=0.30,体重在[55,60]内的频率为0.02×5=0.1,因为0.5∶0.3∶0.1=5∶3∶1,所以可估计该校九年级学生适合参加跑步、跳远、投掷三项训练的集训人数之比为5∶3∶1.故选B.
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6.对一批底部周长在[80,130](单位:cm)内的树木进行研究,从中随机抽出200株树木并测出其底部周长,得到频率分布直方图如图所示,由此估计,这批树木的底部周长的众数是______,
中位数是______.
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7.某班学生A,B在高三8次月考的化学成绩用茎叶图表示如下,其中学生A的平均成绩与学生B的成绩的众数相等,则m=________.
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8.为了解本市居民的生活成本,甲、乙、丙三名同学利用假期分别对三个社区进行了“家庭每月日常消费额”的调查.他们将调查所得到的数据分别绘制成频率分布直方图(如图),记甲、乙、丙所调查的三个社区“家庭每月日常消费额”的标准差分别为s1,s2,s3,则它们的大小关系为___________(用“>”连接).
s1>s2>s3
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根据三个频率分布直方图知,第一组数据的两端数字较多,绝大部分数字都处在两端数据偏离平均数远,最分散,其方差最大;第二组数据是单峰的每一个小长方形的差别比较小,数字分布均匀,数据不如第一组偏离平均数大,方差比第一组中数据中的方差小,而第三组数据绝大部分数字都在平均数左右,数据最集中,故其方差最小,总上可知s1>s2>s3.
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9.(10分)某班20位女同学平均分为甲、乙两组,她们的劳动技术课考试成绩(单位:分)如下:
甲组 60,90,85,75,65,70,80,90,95,80;
乙组 85,95,75,70,85,80,85,65,90,85.
(1)试分别计算两组数据的极差、方差;(6分)
解:甲组:最高分为95,最低分为60,极差为95-60=35,
平均数为 甲= ×(60+90+85+75+65+70+80+90+95+80)=79,
方差为s2甲= ×[(60-79)2+(90-79)2+(85-79)2+(75-79)2+(65-79)2+(70-79)2+(80-79)2+(90-79)2+(95-79)2+(80-79)2]=119.
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乙组:最高分为95,最低分为65,极差为95-65=30,
平均数为 乙= ×(85+95+75+70+85+80+85+65+90+85)=81.5,
方差为s2乙= ×[(85-81.5)2+(95-81.5)2+(75-81.5)2+(70-81.5)2+(85-81.5)2+(80-81.5)2+(85-81.5)2+(65-81.5)2+(90-81.5)2+(85-81.5)2]=75.25.
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(2)哪一组的成绩较稳定?(4分)
解:由于乙组的方差小于甲组的方差,因此乙组的成绩较稳定.
从(1)中得到的极差也可看出乙组的成绩比较稳定.
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10.(10分)为了解甲、乙两种离子在小鼠体内的残留程度,进行如下试验:将200只小鼠随机分成A,B两组,每组100只,其中A组小鼠给服甲离子溶液,B组小鼠给服乙离子溶液.每只小鼠给服的溶液体积相同、摩尔浓度相同.经过一段时间后用某种科学方法测算出残留在小鼠体内离子的百分比.根据试验数据分别得到如图所示的直方图:
根据直方图得到“乙离子残留在体内的百分比不低于5.5”的频率估计为0.70.
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(1)求乙离子残留百分比直方图中a,b的值;(4分)
解:由已知得0.70=a+0.20+0.15,故a=0.35,
b=1-0.05-0.15-0.70=0.10.
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(2)分别估计甲、乙离子残留百分比的平均值(同一组中的数据用该组区间的中点值代替).(6分)
解:甲离子残留百分比的平均值的估计值为2×0.15+3×0.20+4×0.30+5×0.20+6×0.10+7×0.05=4.05.
乙离子残留百分比的平均值的估计值为3×0.05+4×0.10+5×0.15+6×0.35+7×0.20+8×0.15=6.00.
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11.(20分)某地区100位居民的人均月用水量(单位:t)的分组及各组的频数如下:
[0,0.5),4;[0.5,1),8;[1,1.5),15;[1.5,2),22;[2,2.5),25;[2.5,3),14;[3,3.5),6;[3.5,4),4;[4,4.5],2.
(1)列出样本的频率分布表;(4分)
解:频率分布表:
分组 频数 频率
[0,0.5) 4 0.04
[0.5,1) 8 0.08
[1,1.5) 15 0.15
[1.5,2) 22 0.22
[2,2.5) 25 0.25
[2.5,3) 14 0.14
[3,3.5) 6 0.06
[3.5,4) 4 0.04
[4,4.5] 2 0.02
合计 100 1.00
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(2)画出频率分布直方图,并根据直方图估计这组数据的平均数、中位数、众数;(5分)
解:频率分布直方图如图:
众数:2.25;中位数:2.02;平均数:2.02.
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(3)当地政府制定了人均月用水量为3 t的标准,若超出标准加倍收费,当地政府说,85%以上的居民不超过这个标准,这个解释对吗?为什么?(11分)
解:人均月用水量在3 t以上的居民所占的比例为6%+4%+2%=12%,即大约有12%的居民月用水量在3 t以上,88%的居民月用水量在3 t以下,因此政府的解释是正确的.
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12.(20分)(2024·湖北武汉高一期中)文明城市
是反映城市整体文明水平的综合性荣誉称号,
作为普通市民,既是文明城市的最大受益者,
更是文明城市的主要创造者,某市为提高市民
对文明城市创建的认识,举办了“创建文明城
市”知识竞赛,从所有答卷中随机抽取100份作
为样本,将样本的成绩(满分100分,成绩均为不低于40分的整数)分成六段:[40,50),[50,60),…,[90,100],得到如图所示的频率分布直方图.
(1)求频率分布直方图中a的值,并求样本成绩的第80百分位数和平均数;(8分)
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解:因为每组小矩形的面积之和为1,
所以(0.005+0.010+0.020+a+0.025+0.010)×10=1,解得a=0.030,
成绩落在[40,80)内的频率为(0.005+0.010+0.020+0.030)×10=0.65,
落在[40,90)内的频率为(0.005+0.010+0.020+0.030+0.025)×10=0.9,
设第80百分位数为m,
由0.65+(m-80)×0.025=0.80,得m=86,故第80百分位数为86.
设平均数为 ,由图中数据可知:
=10×(45×0.005+55×0.010+65×0.020+75×0.030+85×0.025+95×0.010)
=2.25+5.5+13+22.5+21.25+9.5=74.
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(2)已知落在[50,60)的平均成绩是56,方差是7,落在[60,70)的平均成绩为65,方差是4,求两组成绩的总平均数 和总方差s2.(12分)
解:由图可知,成绩在[50,60)的市民人数为100×0.1=10,
成绩在[60,70)的市民人数为100×0.2=20.
s2= [10×7+10×(56-62)2+20×4+20×(65-62)2]=23.
所以两组市民成绩的总平均数是62,总方差是23.
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第
五
章
统
计
与
概
率
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如果记样本均值为,样本方差为b2,则=,b2=
由题意得,=0.9.
=(-0.10×2+0.10×24+0.30×53+0.50×14+0.70×7)=0.30,
s2=i(yi-)2=[(-0.40)2×2+(-0.20)2×24+02×53+0.202×14+0.402×7]=0.029 6,所以s==0.02×≈0.17,所以,这类企业产值增长率的平均数与标准差的估计值分别为30%,17%.
==89.
由题图知,底部周长的众数是=105,中位数是×10+100=+100=.
由题意,得=84,解得m=5.
故==62,
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