14.4.3 用频率分布直方图估计总体分布-【新课程学案】2025-2026学年高中数学必修第二册配套课件PPT（苏教版）

该高中数学课件聚焦“用频率分布直方图估计总体分布”，通过习题讲评式教学，连接统计图表基础与样本估计总体的核心知识，搭建从样本数据到总体分布估计的学习支架，帮助学生掌握集中趋势与离散程度参数的计算及应用。 其亮点在于结合企业产品质量、超市销售额等实际情境例题，体现用数学眼光观察现实世界、用数学思维解决问题的核心素养。通过题型分类训练与跟踪检测，系统提升学生数据分析能力，教师可借助此资料高效开展统计教学，促进学生知识迁移与应用。

14.4.3 用频率分布直方图估计总体分布 [教学方式：拓展融通课——习题讲评式教学] 课时目标 进一步理解样本估计总体的集中趋势参数与离散程度参数，掌握统计图表与数字特征的关系. CONTENTS 目录 1 2 3 题型(一) 统计图表与样本数据相结合 题型(二) 样本估计总体思想的应用 题型(三)　统计与函数相结合 4 课时跟踪检测 题型(一) 统计图表与样本数据相结合 01 [例1]　从某企业的某种产品中抽取500件，测量这些产品的一项质量指标值，由测量结果得如下频率分布直方图： (1)求这500件产品质量指标值的样本平均数和样本方差s2(同一组数据用该区间的中点值作代表)； 解：样本平均数=(170×0.002+180×0.009+190×0.022+200×0.033+210×0.024+220×0.008+230×0.002)×10=200， s2=(170-200)2×0.002×10+(180-200)2×0.009×10+(190-200)2×0.022 ×10+(200-200)2×0.033×10+(210-200)2×0.024×10+(220-200)2× 0.008×10+(230-200)2×0.002×10=150. (2)产品质量指标值在185与215之间的每个盈利200元，在175与185或215与225之间的每个亏损50元，其余的每个亏损300元.该企业共生产这种产品10 000个，估计这批产品可获利或亏损多少元? 解：由频率分布直方图可知，质量指标值在[185，215)的频率为(0.022+0.033+0.024)×10=0.79， 质量指标值在[175，185)和[215，225)的频率为(0.009+0.008)×10=0.17， 质量指标值在[165，175)和[225，235]的频率为 0.002×2×10=0.04， 所以10 000件产品的获利情况是(200×0.79-50×0.17-300×0.04)×10 000 =1 375 000元. 针对训练 1.某校高一年级学生全部参加了体育科目的达标测试，现从中随机抽取40名学生的测试成绩，整理数据并按分数段[40，50)，[50，60)，[60，70)，[70，80)，[80，90)，[90，100]进行分组.已知测试分数均为整数，现用每组区间的中点值代替该组中的每个数据，得到体育成绩的折线图如图所示. (1)若体育成绩大于或等于70分的学生为“体育良生”，已知该校高一年级有1 000名学生，试估计该校高一年级学生“体育良生”的人数； 解：由折线图知，体育成绩大于或等于70分的学生有14+3+13=30(人)， 所以估计该校高一年级学生“体育良生”的人数为1 000×=750. (2)用样本估计总体的思想，试估计该校高一年级学生达标测试的平均分； 解：用样本估计总体的思想，估计该校高一年级学生达标测试的平均分为=(45×2+55×6+65×2+75×14+85×3+95×13)=77.25(分). (3)假设甲、乙、丙三人的体育成绩分别为a，b，c，且a∈[70，80)，b∈[80，90)，c∈[90，100]，当三人的体育成绩方差s2最小时，写出a，b，c的所有可能取值.(不要求证明) 解：因为甲、乙、丙三人的体育成绩分别为a，b，c， 且a∈[70，80)，b∈[80，90)，c∈[90，100]，其中a，b，c∈N， 所以当三人的体育成绩方差s2最小时， a，b，c的所有可能取值为79，84，90或79，85，90. 题型(二) 样本估计总体思想的应用 02 [例2]　某超市有甲、乙两家分店，为调查两家分店的销售情况，现随机抽查了上个年度两家店20天的日销售额(单位：万元)，分别得到甲、乙两家分店日销售额的频率分布直方图如下： (1)比较甲、乙两店日销售额的平均数的大小(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表)； 解：由题图估算甲店的日销售额平均数为 =10×0.1+30×0.1+50×0.6+70×0.15+90×0.05=49， 估算乙店的日销售额平均数为=10×0.2+30×0.25+50×0.25+70×0.1+90×0.2=47.>. (2)若规定分店一年(按360天计算)中日销售额不低于55万的天数不少于120天为运转良好，请结合上图，分析两家分店上个年度运转是否良好? 解：由题意，得日销售额不低于55万的天数占比不少于=. 甲店日销售额不低于55万的频率约为(60-55)×0.03+20×0.007 5+20× 0.002 5=0.35， 乙店日销售额不低于55万的频率约为(60-55)×0.012 5+20×0.005 +20×0.010=0.362 5，两者均大于，两店均运转良好. (3)如果你是投资决策者，你更愿意在哪家店投资，请你根据所学的统计知识，说明你的理由. 解：答案一：甲店日销售额平均值略高于乙店，由频率分布直方图可知.甲店的销售额方差明显低于乙店，故甲店销售情况比乙店要稳定，所以我选甲店. 答案二：虽然甲店日销售额平均值略高于乙店，但乙店日销售额在80万~100万出现的频率比甲店高，故我认为乙店更有潜力，所以我选乙店.(答出一个即可) 针对训练 2.某果园新采摘了一批苹果，从中随机抽取50个作为样本，称出它们的重量(单位：克)，将重量按照[120，140)，[140，160)，[160，180)，[180，200]进行分组，得到频率分布直方图如图所示(同一组中的数据以该组区间的中点值为代表). (1)估计这批苹果的重量的平均数； 解：由题意，得(0.016+0.015+a+0.009)×20=1，解得a=0.01. 50个苹果重量的平均数为=0.2×130+0.3×150+0.32×170+0.18×190=159.6， 故估计这批苹果的重量的平均数约为159.6克. (2)该果园准备把这批苹果销售给一家超市，据市场行情，有两种销售方案； 方案一：所有苹果混在一起，价格为2.5元/千克； 方案二：将不同重量的苹果分开，重量不小于160克的苹果的价格为3元/千克，重量小于160克的苹果的价格为2元/千克，但果园需支付每1 000个苹果5元的分拣费. 分别估计并比较两种方案下果园销售10 000个苹果的收入. 解：若采用方案一，估计销售收入约为159.6×10 000×=3 990(元). 若采用方案二，重量小于160克的苹果的总重量约为(10 000×0.2×130+ 10 000×0.3×150)×=710(千克)， 重量不小于160克的苹果的总重量约为 (10 000×0.32×170+10 000×0.18×190)×=886(千克)， 估计销售收入约为710×2+886×3-50=4 028(元)， 因为3 990<4 028，因此方案二的销售收入更高. 题型(三)　统计与函数相结合 03 [例3]　某医生计划购买某种品牌的电动牙刷，预计使用寿命为5年，该电动牙刷的刷头在使用过程中需要更换.若购买该品牌电动牙刷的同时购买刷头，则每个刷头20元；若单独购买刷头，则每个刷头30元.某经销商随机调查了使用该品牌电动牙刷的100名医生在5年使用期内更换刷头的个数，得到下表： 更换刷头的个数 14 15 16 17 18 19 20 频数 8 8 10 24 28 12 10 用n(n∈N)表示1个该品牌电动牙刷在5年使用期内需更换刷头的个数，y表示购买刷头的费用(单位：元). (1)求这100名医生在5年使用期内更换刷头的个数的中位数； 解：由题可知8+8+10+24=50，所以这100名医生在5年使用期内更换刷头的个数的中位数为=17.5. (2)若购买1个该品牌电动牙刷的同时购买了18个刷头，求y关于n的函数解析式； 解：若购买该品牌电动牙刷的同时购买刷头，则每个刷头20元；若单独购买刷头，则每个刷头30元， 则当n≤18时，y=360，当n>18时，y=360+30(n-18)=30n-180，所以y关于n的函数解析式为y=n∈N. (3)假设这100名医生购买1个该品牌电动牙刷的同时都购买了17个刷头或18个刷头，分别计算这100名医生购买刷头费用的平均数，以此作为决策依据，判断购买1个该品牌电动牙刷的同时应购买17个刷头还是18个刷头. 解：若100名医生购买1个该品牌电动牙刷的同时都购买了17个刷头，则其中有50名医生购买刷头的费用均为340元，28名医生购买刷头的费用均为370元，12名医生购买刷头的费用均为400元，10名医生购买刷头的费用均为430元， 因此这100名医生购买刷头的费用的平均数为×(50×340+28×370+12×400+10×430)=364.6(元). 若这100名医生购买1个该品牌电动牙刷的同时都购买了18个刷头，则其中有78名医生购买刷头的费用均为360元，12名医生购买刷头的费用均为390元，10名医生购买刷头的费用均为420元， 因此这100名医生购买刷头的费用的平均数为×(78×360+12×390+10×420)=369.6(元). 因为364.6<369.6，所以购买1个该品牌电动牙刷的同时应购买17个刷头. 针对训练 3.为调查某校学生的用电情况，学校后勤部门抽取了100间学生宿舍在某月的用电量，发现每间宿舍的用电量都在50度到350度之间，将其分组为[50，100)，[100，150)，[150，200)，[200，250)，[250，300)，[300，350]，得到如图所示的频率分布直方图. (1)为降低能源损耗，节约用电，规定：当每间宿舍的月用电量不超过200度时，按每度0.5元收取费用；当每间宿舍的月用电量超过200度时，超过部分按每度1元收取费用.用t(单位：度)表示某宿舍的月用电量，用y(单位：元)表示该宿舍的月用电费用，求y与t之间的函数关系式； 解：根据题意，得当50≤t≤200时，月用电费用为y=0.5t； 当t>200时，月用电费用为y=200×0.5+(t-200)×1=t-100. 综上，宿舍的月用电费用为y= (2)在抽取的100间学生宿舍中，月用电量在区间[200，250)内的学生宿舍有多少间? 解：因为月用电量在[200，250)内的频率为50x=1-(0.006 0+0.003 6+ 0.002 4+0.002 4+0.001 2)×50=1-0.015 6×50=0.22，所以月用电量在[200，250)内的宿舍有100×0.22=22(间). 课时跟踪检测 04 1 3 4 5 6 7 2 1.本学期王老师任教两个平行班高三A班、高三B班，两个班都是50个学生，如图反映的是两个班在本学期5次数学测试中的班级平均分对比，根据图表，不正确的结论是 (　　) A.A班的数学成绩平均水平好于B班 B.B班的数学成绩没有A班稳定 C.下次考试B班的数学平均分要高于A班 D.在第1次考试中，A，B两个班的总平均分为98 √ 1 3 4 5 6 7 2 解析：A班的5次数学测试平均分分别为101，98，101，100，105，5次成绩的平均分=(101+98+101+100+105)=101，5次成绩的方差=[(101-101)2+(98-101)2+(101-101)2+(100-101)2+(105-101)2]=5.2.B班的5次数学测试平均分分别为95，100，96，105，100，5次成绩的平均分为=(95+100+96+105+100)=99.2，5次成绩的方差=[(95-99.2)2+(100-99.2)2+(96-99.2)2+(105-99.2)2+(100-99.2)2] =12.56，所以A班的数学平均水平好于B班，A正确；由于<，所以A班成绩稳定些，B正确；下次考试A，B班的平均分不能预料，C错误；在第一次考试中，总平均分为==98分，D正确. 1 5 6 7 2 3 4 2.(多选)某汽车制造厂分别从A，B两类轮胎中各随机抽取了6个进行测试，下面列出了每一个轮胎可使用的最远路程(单位：103 km). A类轮胎：94，96，99，99，105，107； B类轮胎：95，95，98，99，104，109. 根据以上数据估计这两类轮胎的总体情况，下列说法正确的是(　　) A.A类轮胎行驶的最远路程的众数大于B类轮胎行驶的最远路程的众数 B.A类轮胎行驶的最远路程的极差小于B类轮胎行驶的最远路程的极差 C.A类轮胎行驶的最远路程的平均数大于B类轮胎行驶的最远路程的平均数 D.A类轮胎的性能更加稳定 √ √ √ 1 5 6 7 2 3 4 解析：A类轮胎行驶的最远路程的众数为99，B类轮胎行驶的最远路程的众数为95，A正确；A类轮胎行驶的最远路程的极差为107-94=13，B类轮胎行驶的最远路程的极差为109-95=14，B正确；A类轮胎行驶的最远路程的平均数为100+=100，B类轮胎行驶的最远路程的平均数为100+=100，C错误；A类轮胎行驶的最远路程的方差为[(94-100)2+(96-100)2+(99-100)2×2+(105-100)2+(107-100)2]=，B类轮胎行驶的最远路程的方差为[(95-100)2×2+(98-100)2+(99-100)2+(104-100)2+(109-100)2] =>，故A类轮胎的性能更加稳定，D正确. 1 5 6 7 3 4 2 3.在践行乡村振兴战略的过程中，某地大力发展特色花卉种植业.某农户种植一种观赏花卉，为了解花卉的长势，随机测量了100枝花卉的高度(单位：cm)，得到花卉高度的频率分布直方图，如图所示，则下列说法正确的是 (　　) A.样本花卉高度的极差不超过20 cm B.样本花卉高度的中位数不小于众数 C.样本花卉高度的平均数不小于中位数 D.样本花卉高度小于60 cm的占比不超过70% √ 1 5 6 7 3 4 2 解析：对于A，由频率分布直方图可知，样本花卉高度的极差为70-40= 30(cm)，A错误；对于B，样本花卉高度的众数为=57.5(cm)， 设样本花卉高度的中位数为a cm，前三个矩形的面积和为(0.012+0.028+0.036)×5=0.38，前四个矩形的面积和为0.38+0.056×5=0.66，故a∈(55，60)，由中位数的定义可得0.38+(a-55) ×0.056=0.5，解得a≈57.14(cm)，则a<57.5，所以样本花卉高度的中位数小于众数，B错误； 1 5 6 7 3 4 2 对于C，由频率分布直方图可知，样本花卉高度的平均数为=42.5×0.06+47.5×0.14+52.5×0.18+57.5×0.28+62.5×0.24+67.5×0.1=56.5(cm)，则<a，所以样本花卉高度的平均数小于中位数，C错误； 对于D，由B可知，样本花卉高度小于60 cm的占比为66%，D正确. 1 5 6 7 3 4 2 4.(5分)某公司10位员工的月工资(单位：元)为x1，x2，x3，…，x10，其平均数和方差分别为和s2，若下月起每位员工的月工资增加100元，则这10名员工下月工资的平均数和方差分别为___________.  解析：由题得= ，s2= (xi-)2，若从下月起每位员工的月工资增加100元，则这10位员工下月工资分别为x1+100，x2+100，…，x10+100，平均数为'= (xi+100)=( +100×10)= +100= +100，方差为s'2= [(xi+100)-(+100)]2= (xi-)2=s2. +100；s2 1 5 6 7 3 4 2 5.(5分)甲、乙两位同学5次考试的数学成绩(单位：分)，统计结果如表： 则成绩较为稳定的那位同学成绩的方差为____.  学生 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 甲 77 81 83 80 79 乙 89 90 92 91 88 解析：由题表知，甲同学5次成绩极差为6，乙同学5次成绩的极差为4，甲同学5次成绩波动较大，乙同学的成绩较稳定，乙同学5次成绩的平均数=(89+90+92+91+88)=90，方差为s2=[(89-90)2+(90-90)2+(92-90)2 +(91-90)2+(88-90)2]=2，所以乙同学成绩的方差为2. 2 1 5 6 7 3 4 2 6.(10分)某电商平台从其旗下的所有电商中随机抽取了100个电子商铺，对电商的顾客评价，包括商品符合度、物流服务、服务态度、快递包装等方面进行调查，并把调查结果转化为顾客的评价指数x，得到了如下的频数分布表： 评价指数x [0，20) [20，40) [40，60) [60，80) [80，100] 频数 10 10 20 40 20 1 5 6 7 3 4 2 (1)画出这100个电子商铺顾客评价指数的频率分布直方图；(5分) 解：由题中数据可得， 评价指数x [0，20) [20，40) [40，60) [60，80) [80，100] 频数 10 10 20 40 20 频率 0.1 0.1 0.2 0.4 0.2 频率/组距 0.005 0.005 0.01 0.02 0.01 1 5 6 7 3 4 2 所以频率分布直方图如下， 1 5 6 7 3 4 2 (2)求该电商平台旗下的所有电子商铺的顾客评价指数的平均数与标准差的估计值(同一组中的数据以该组区间的中点值为代表).(精确到0.1，≈12.04)(5分) 解：由题中数据可得，=(10×10+30×10+50×20+70×40+90×20)=60， 方差为s2=[(10-60)2×10+(30-60)2×10+(50-60)2×20+(70-60)2×40 +(90-60)2×20]=580.标准差s==2≈24.08. 1 5 6 7 3 4 2 7.(10分)某企业为了解当地老年人消费能力情况，对当地年龄在[60，80)的老年人的年收入按年龄[60，70)，[70，80)分成两组进行分层抽样调查，已知抽取了年龄在[60，70)的老年人500人.年龄在[70，80)的老年人300人.现作出年龄在[60，70)的老年人年收入的频率分布直方图(如图所示). 1 5 6 7 3 4 2 (1)根据频率分布直方图，估计该地年龄在[60，70)的老年人年收入的平均数；(3分) 解：在频率分布直方图中，该地年龄在[60，70)的老年人年收入的平均数约为 0.04×2+0.08×3+0.18×4+0.26×5+0.20×6+0.15×7+0.05×8+0.04×9 =5.35. 1 5 6 7 3 4 2 (2)已知年龄在[60，70)的老年人年收入的方差为3，年龄在[70，80)的老年人年收入的平均数和方差分别为3.75和1.4，试估计年龄在[60，80)的老年人年收入的方差.(7分) 解：设年龄在[60，70)的老年人样本的平均数记为，方差记为， 年龄在[70，80)的老年人样本的平均数记为，方差记为， 年龄在[60，80)的老年人样本的平均数记为，方差记为s2. 1 5 6 7 3 4 2 由(1)得=5.35，由题意得，=3，=3.75，=1.4， 则=×+×=4.75， 由s2=×{500×[+]+300×[+]}= ×{500×[3+(5.35-4.75)2]+300×[1.4+(3.75-4.75)2]}=3， 即估计该地年龄在[60，80)的老年人的年收入方差为3. 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $