内容正文:
四十三 总体离散程度的估计
(时间:45分钟 分值:70分)
【基础全面练】
1.(5分)(2025·太原高一检测)下列四组数据中,方差最小的是 ( )
A.1,2,3,4,5,6,7,8
B.1,1,2,2,3,3,4,4
C.1,1,1,1,2,2,2,2
D.1,1,1,1,1,1,1,1
【解析】选D.方差反应一组数据的波动大小,方差越大,波动性越大,反之也成立.
对于A,这组数据波动较大,故方差较大,必大于0;
对于B,这组数据分布比较均匀,波动较小,故方差较小但大于0;
对于C,这组数据分布比较均匀,波动较小,故方差较小但大于0;
对于D,这组数据都相等,没有波动,故方差为0;
所以这四组数据中,方差最小的是D选项中的数据.
2.(5分)已知某6个数据的平均数为4,方差为8,现加入数据2和6,此时8个数据的方差为 ( )
A.8 B.7 C.6 D.5
【解析】选B.设原数据为a1,a2,a3,a4,a5,a6,
则ai=6×4=24,=8.
加入数据2和6后,所得8个数据的平均数==4,
方差s2=×[+(2-4)2+(6-4)2]==7.
3.(5分)(2025·台州高一检测)水果店有一批大小不一的橘子,某顾客从中选购了个头大且均匀的橘子若干个,设原有橘子的质量的平均数和方差分别是,,该顾客选购的橘子的质量的平均数和方差分别是,,则下列结论一定成立的是 ( )
A.> B.=
C.> D.=
【解析】选C.水果店有一批大小不一的橘子,某顾客从中选购了个头大且均匀的橘子若干个,
所以该顾客选购橘子的质量的平均数>原有橘子的质量的平均数,
该顾客选购的橘子的质量的方差<原有橘子的质量的方差.
4.(5分)(多选)在我们发布的各类统计数据中,同比和环比都是反映增长速度的核心数据指标.如图是某专业机构统计的某年1~12月中国校车销量走势图,则下列结论正确的是 ( )
A.8月校车销量的同比增长率与环比增长率都是全年最高
B.1~12月校车销量的同比增长率的平均数小于环比增长率的平均数
C.1~12月校车销量的环比增长率的极差大于同比增长率的极差
D.1~12月校车销量的环比增长率的方差小于同比增长率的方差
【解析】选BC.某年8月校车销量的同比增长率比9月的低,故A错误;
由校车销量走势图知1~12月校车销量的同比增长率的平均数为负数,环比增长率的平均数是正数,故B正确;
1~12月校车销量的环比增长率的极差为241.6%-(-57.9%)=299.5%,
同比增长率的极差为-28.9%-(-68.5%)=39.6%,所以环比增长率的极差大于同比增长率的极差,故C正确;
由校车销量走势图知1~12月校车销量的环比增长率的波动大于同比增长率的,所以环比增长率的方差大于同比增长率的方差,故D错误.
5.(5分)(2025·成都高一检测)5月11日是世界防治肥胖日.我国超过一半的成年人属于超重或肥胖,6~17岁的儿童青少年肥胖率接近20%,肥胖已成为严重危害我国居民健康的公共卫生问题.目前,国际上常用身体质量指数(BodyMassIndex,缩写BMI)来衡量人体胖瘦程度以及是否健康.我国成人的BMI数值标准为BMI<18.5为偏瘦;18.5≤BMI<24为正常;24≤BMI<28为偏胖;BMI≥28为肥胖.某校为了解学生的健康状况,研究人员从学生的体测数据中,用按比例分配的分层随机抽样方法抽取样本,样本中有20名女生,女生的BMI值的平均数为20,方差为8;有30名男生,男生的BMI值的平均数为25,方差为18.则样本中所有学生的BMI值的方差为 20 .
【解析】设所有学生的BMI值的平均数为,方差为s2,则=×20+×25=23,
所以s2=×(8+(20-23)2)+×(18+(25-23)2)=20.
6.(5分)若数据x1,x2,x3,x4,x5的平均数为10,方差为6,则数据2x1-3,2x2-3,2x3-3,2x4-3,2x5-3的平均数为 17 ,方差为 24 .
【解析】根据样本平均数、方差公式计算结果.
因为数据x1,x2,x3,x4,x5的平均数为10,方差为6,
所以数据2x1-3,2x2-3,2x3-3,2x4-3,2x5-3的平均数为2×10-3=17,方差为22×6=24.
7.(10分)已知第10~19届亚运会中国队获得的金牌数如图所示.
(1)求第10~19届亚运会中国队获得的金牌数的极差;
【解析】(1)由题意知:第10~19届亚运会中国队获得的金牌数的极差为201-94=107.
(2)剔除第12届亚运会中国队获得的金牌数数据,求剩余9届亚运会中国队获得的金牌数的平均数;
【解析】(2)剩余9届亚运会中国队获得的金牌数的平均数为:
×(94+183+129+150+165+199+151+132+201)=156.
(3)设第10~12届亚运会中国队获得的金牌数的方差为,第13~15届亚运会中国队获得的金牌数的方差为,不通过计算,试比较与的大小,并说明理由.
【解析】(3)可判断出>,理由如下:
因为第10~12届亚运会中国队获得的金牌数的波动性,明显比第13~15届亚运会中国队获得的金牌数的波动性大,所以>.
【综合应用练】
8.(5分)(2025·成都高一检测)下列说法正确的是 ( )
A.用简单随机抽样的方法从含有50个个体的总体中抽取一个容量为5的样本,则个体m被抽到的概率可能是0.2
B.已知一组数据1,2,m,6,7的平均数为4,则这组数据的方差是4
C.数据27,12,14,30,15,17,19,23的第70百分位数是27
D.若数据x1,x2,…,x10的方差为4,则数据2x1-1,2x2-1,…,2x10-1的标准差是4
【解析】选D.对于A,由题可知,个体m被抽到的概率可能是=0.1,故A错误;
对于B,因1,2,m,6,7的平均数为4,
则=4⇒m=4,
则数据方差为[(4-1)2+(4-2)2+(4-6)2+(4-7)2]=,故B错误;
对于C,对数据从小到大排序得:12,14,15,17,19,23,27,30.
因8×0.7=5.6,则第70百分位数为第6个数据23,故C错误;
对于D,因为x1,x2,…,x10的方差为4,则2x1-1,2x2-1,…,2x10-1的方差为16,
标准差为4,故D正确.
9.(5分)(多选)踢毽子是一项深受青少年儿童喜爱的民间体育活动.某校踢毽子社团共10名学生,下表记录了这10名学生一分钟踢毽子的个数.
小于20个的人数
3
不小于20个,小于30个的人数
5
不小于30个的人数
2
设这10名学生一分钟踢毽子的个数的平均数、方差、众数、中位数分别为u,s2,m,d,则下列说法一定正确的是 ( )
A.u≥16 B.s2<10
C.20≤m<30 D.20≤d<30
【解析】选AD.对于A,踢毽子个数的平均数的最小值为=16,故u≥16,因此A一定正确;
对于B,若10名学生一分钟踢毽子的个数为0,0,0,20,20,20,20,20,30,30,
则平均个数=16,方差s2==
124>10,故B不正确;
对于C,若10名学生一分钟踢毽子的个数为0,0,0,20,21,22,23,24,30,30,则众数m=0,故C不正确;
对于D,中位数应为数据排序后,第五个数据和第六个数据的平均数,由题可知这两个数均在[20,30)内,所以20≤d<30,故D正确.
10.(5分)某单人跳水比赛的计分规则为:运动员做完一套入水动作后,由7位专业裁判进行打分,将打出的分数按照从高到低的顺序排序后去掉前两个和后两个,剩余3个分数的总和再乘这套动作的难度系数即为该运动员的最终得分.若某位运动员在一轮比赛中入水动作的难度系数为3.2,7位裁判给他打出的分数分别为9.5,9.5,9,8,9,9.5,8.5,则这7个数据的方差为 ,该运动员本轮比赛的得分为 88 .
【解析】7位裁判给他打出的分数分别为9.5,9.5,9,8,9,9.5,8.5,
则这7个数的平均数==9;
方差s2=[(9.5-9)2×3+(8.5-9)2+(8-9)2]=;
将打出的分数按照从高到低的顺序排序后去掉前两个和后两个,
则剩下3个分数为9,9,9.5,
则该运动员本轮比赛的得分为(9+9+9.5)×3.2=88.
11.(10分)(2025·昆明高一检测)某校在组织选拔数学英才班的过程中,对高一年级的300名学生进行了一次测试.已知参加此次测试的学生的分数xi(i=1,2,…,300)全部介于45分到95分之间,学校将所有分数分成5组:[45,55),[55,65),…,[85,95],整理得到如图所示的频率分布直方图(同组数据以这组数据的中间值作为代表).
(1)求m的值,并估计此次校内测试分数的平均数;
【解析】(1)因为(0.006+0.014+m+0.036+0.020)×10=1,所以m=0.024,
所以该次校内考试测试分数的平均数的估计值为
50×0.06+60×0.14+70×0.24+80×0.36+90×0.2=75(分).
(2)学校要求按照分数从高到低选拔前100名的学生进行培训,试估计这100名学生的最低分数(计算结果保留一位小数);
【解析】(2)因为≈67%,
所以这100名学生的最低分数就是该次校内测试分数的67%分位数.
因为0.06+0.14+0.24=0.44<0.67<0.8=0.06+0.14+0.24+0.36,
设该次校内考试测试分数的67%分位数为a,
则0.06+0.14+0.24+0.036(a-75)=0.67,解得a≈81.4,
所以这100名学生的最低分数的估计值为81.4分.
(3)试估计这300名学生的分数xi(i=1,2,…,300)的方差s2,并判断此次得分为63分和86分的两名同学的成绩是否进入到了[-s,+s]范围内?
(参考公式:s2=fi(xi-)2,其中fi为各组频数,参考数据:≈11.4)
【解析】(3)因为s2=fi(xi-)2
=0.06×(50-75)2+0.14×(60-75)2+0.24×(70-75)2+0.36×(80-75)2+0.2×(90-75)2
=129,
所以s=≈11.4,
所以-s=63.6,+s=86.4,
故得分为63分的同学的成绩没有进入到[63.6,86.4]内,
得分为86分的同学的成绩进入到了[63.6,86.4]内.
即得分为63分的同学的成绩没有进入到[-s,+s]范围,
得分为86分的同学的成绩进入到[-s,+s]范围了.
【创新拓展练】
12.(5分)(多选)某校社团为发扬奥运体育精神举办了竞技比赛,此比赛共有5名同学参加,赛后经数据统计得到该5名同学在此次比赛中所得成绩的平均数为8,方差为4,比赛成绩x∈[0,15],且x∈N*,则该5名同学中比赛成绩的最高分可能为 ( )
A.13 B.12 C.11 D.10
【解析】选BC.设该5名同学在此次比赛中所得成绩分别为x1,x2,x3,x4,x5,
由题得=(x1+x2+x3+x4+x5)=8,则x1+x2+x3+x4+x5=40,
且s2=[++++]=4,
则++++=20,
不妨设x5最大,
对于A选项,若x5=13,则+++=-5不成立,故A错误;
对于B选项,若x5=12,则+++=4,
则满足题意,例如5位同学的成绩可为7,7,7,7,12,故B正确;
对于C选项,若x5=11,则+++=11,
则满足题意,例如5位同学的成绩可为5,7,8,9,11,故C正确;
对于D选项,若x5=10,则x1+x2+x3+x4=30且+++=16,
则+++-16(x1+x2+x3+x4)+4×82=16,
⇒+++=16(x1+x2+x3+x4)-4×82+16=16×30-4×82+16=240,
则可得,该方程组无正整数解,故D错误.
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$四十三 总体离散程度的估计
(时间:45分钟 分值:70分)
【基础全面练】
1.(5分)(2025·太原高一检测)下列四组数据中,方差最小的是( )
A.1,2,3,4,5,6,7,8
B.1,1,2,2,3,3,4,4
C.1,1,1,1,2,2,2,2
D.1,1,1,1,1,1,1,1
√
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7
8
9
10
11
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选题清单
【解析】选D.方差反应一组数据的波动大小,方差越大,波动性越大,反之也成立.
对于A,这组数据波动较大,故方差较大,必大于0;
对于B,这组数据分布比较均匀,波动较小,故方差较小但大于0;
对于C,这组数据分布比较均匀,波动较小,故方差较小但大于0;
对于D,这组数据都相等,没有波动,故方差为0;
所以这四组数据中,方差最小的是D选项中的数据.
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选题清单
2.(5分)已知某6个数据的平均数为4,方差为8,现加入数据2和6,此时8个数据的方
差为 ( )
A.8 B.7 C.6 D.5
【解析】选B.设原数据为a1,a2,a3,a4,a5,a6,
则ai=6×4=24,=8.
加入数据2和6后,所得8个数据的平均数==4,
方差s2=×[+(2-4)2+(6-4)2]==7.
√
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选题清单
3.(5分)(2025·台州高一检测)水果店有一批大小不一的橘子,某顾客从中选购了
个头大且均匀的橘子若干个,设原有橘子的质量的平均数和方差分别是,,该
顾客选购的橘子的质量的平均数和方差分别是,,则下列结论一定成立的是
( )
A.> B.= C.> D.=
【解析】选C.水果店有一批大小不一的橘子,某顾客从中选购了个头大且均匀
的橘子若干个,
所以该顾客选购橘子的质量的平均数>原有橘子的质量的平均数,
该顾客选购的橘子的质量的方差<原有橘子的质量的方差.
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选题清单
4.(5分)(多选)在我们发布的各类统计数据中,同比和环比都是反映增长速度的核
心数据指标.如图是某专业机构统计的某年1~12月中国校车销量走势图,则下列
结论正确的是 ( )
A.8月校车销量的同比增长率与环比增长
率都是全年最高
B.1~12月校车销量的同比增长率的平均
数小于环比增长率的平均数
C.1~12月校车销量的环比增长率的极差大于同比增长率的极差
D.1~12月校车销量的环比增长率的方差小于同比增长率的方差
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√
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选题清单
【解析】选BC.某年8月校车销量的同比增长率比9月的低,故A错误;
由校车销量走势图知1~12月校车销量的同比增长率的平均数为负数,环比增长率的平均数是正数,故B正确;
1~12月校车销量的环比增长率的极差为241.6%-(-57.9%)=299.5%,
同比增长率的极差为-28.9%-(-68.5%)=39.6%,所以环比增长率的极差大于同比增长率的极差,故C正确;
由校车销量走势图知1~12月校车销量的环比增长率的波动大于同比增长率的,所以环比增长率的方差大于同比增长率的方差,故D错误.
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选题清单
5.(5分)(2025·成都高一检测)5月11日是世界防治肥胖日.我国超过一半的成年人属于超重或肥
胖,6~17岁的儿童青少年肥胖率接近20%,肥胖已成为严重危害我国居民健康的公共卫生问题.
目前,国际上常用身体质量指数(BodyMassIndex,缩写BMI)来衡量人体胖瘦程度以及是否健康.
我国成人的BMI数值标准为BMI<18.5为偏瘦;18.5≤BMI<24为正常;24≤BMI<28为偏
胖;BMI≥28为肥胖.某校为了解学生的健康状况,研究人员从学生的体测数据中,用按比例分配
的分层随机抽样方法抽取样本,样本中有20名女生,女生的BMI值的平均数为20,方差为8;有30
名男生,男生的BMI值的平均数为25,方差为18.则样本中所有学生的BMI值的方差为_______.
【解析】设所有学生的BMI值的平均数为,方差为s2,则=×20+×25=23,
所以s2=×(8+(20-23)2)+×(18+(25-23)2)=20.
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选题清单
6.(5分)若数据x1,x2,x3,x4,x5的平均数为10,方差为6,则数据2x1-3,2x2-3,
2x3-3,2x4-3,2x5-3的平均数为_______,方差为_______.
【解析】根据样本平均数、方差公式计算结果.
因为数据x1,x2,x3,x4,x5的平均数为10,方差为6,
所以数据2x1-3,2x2-3,2x3-3,2x4-3,2x5-3的平均数为2×10-3=17,
方差为22×6=24.
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选题清单
7.(10分)已知第10~19届亚运会中国队获得的金牌数如图所示.
(1)求第10~19届亚运会中国队获得的金牌数的极差;
【解析】(1)由题意知:第10~19届亚运会中国队
获得的金牌数的极差为201-94=107.
(2)剔除第12届亚运会中国队获得的金牌数数据,
求剩余9届亚运会中国队获得的金牌数的平均数;
【解析】(2)剩余9届亚运会中国队获得的金牌数的平均数为:
×(94+183+129+150+165+199+151+132+201)=156.
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选题清单
(3)设第10~12届亚运会中国队获得的金牌数的方差为,第13~15届亚运会
中国队获得的金牌数的方差为,不通过计算,试比较与的大小,并说明
理由.
【解析】(3)可判断出>,理由如下:
因为第10~12届亚运会中国队获得的金牌数的波动性,明显比第13~15届亚
运会中国队获得的金牌数的波动性大,所以>.
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选题清单
【综合应用练】
8.(5分)(2025·成都高一检测)下列说法正确的是( )
A.用简单随机抽样的方法从含有50个个体的总体中抽取一个容量为5的样
本,则个体m被抽到的概率可能是0.2
B.已知一组数据1,2,m,6,7的平均数为4,则这组数据的方差是4
C.数据27,12,14,30,15,17,19,23的第70百分位数是27
D.若数据x1,x2,…,x10的方差为4,则数据2x1-1,2x2-1,…,2x10-1的标准差是4
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【解析】选D.对于A,由题可知,个体m被抽到的概率可能是=0.1,故A错误;
对于B,因1,2,m,6,7的平均数为4,则=4⇒m=4,
则数据方差为[(4-1)2+(4-2)2+(4-6)2+(4-7)2]=,故B错误;
对于C,对数据从小到大排序得:12,14,15,17,19,23,27,30.
因8×0.7=5.6,则第70百分位数为第6个数据23,故C错误;
对于D,因为x1,x2,…,x10的方差为4,则2x1-1,2x2-1,…,2x10-1的方差为16,
标准差为4,故D正确.
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9.(5分)(多选)踢毽子是一项深受青少年儿童喜爱的民间体育活动.某校踢毽子社
团共10名学生,下表记录了这10名学生一分钟踢毽子的个数.
设这10名学生一分钟踢毽子的个数的平均数、方差、众数、中位数分别为
u,s2,m,d,则下列说法一定正确的是 ( )
A.u≥16 B.s2<10
C.20≤m<30 D.20≤d<30
小于20个的人数 3
不小于20个,小于30个的人数 5
不小于30个的人数 2
√
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选题清单
【解析】选AD.对于A,踢毽子个数的平均数的最小值为=16,故u≥16,
因此A一定正确;
对于B,若10名学生一分钟踢毽子的个数为0,0,0,20,20,20,20,20,30,30,
则平均个数=16,方差s2==
124>10,故B不正确;
对于C,若10名学生一分钟踢毽子的个数为0,0,0,20,21,22,23,24,30,30,则众数m=0,故
C不正确;
对于D,中位数应为数据排序后,第五个数据和第六个数据的平均数,由题可知这两个
数均在[20,30)内,所以20≤d<30,故D正确.
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选题清单
10.(5分)某单人跳水比赛的计分规则为:运动员做完一套入水动作后,由7位
专业裁判进行打分,将打出的分数按照从高到低的顺序排序后去掉前两个
和后两个,剩余3个分数的总和再乘这套动作的难度系数即为该运动员的
最终得分.若某位运动员在一轮比赛中入水动作的难度系数为3.2,7位裁判
给他打出的分数分别为9.5,9.5,9,8,9,9.5,8.5,则这7个数据的方差为______,
该运动员本轮比赛的得分为_______.
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选题清单
【解析】7位裁判给他打出的分数分别为9.5,9.5,9,8,9,9.5,8.5,
则这7个数的平均数==9;
方差s2=[(9.5-9)2×3+(8.5-9)2+(8-9)2]=;
将打出的分数按照从高到低的顺序排序后去掉前两个和后两个,
则剩下3个分数为9,9,9.5,
则该运动员本轮比赛的得分为(9+9+9.5)×3.2=88.
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选题清单
11.(10分)(2025·昆明高一检测)某校在组织选拔数学英才班的过程中,对高一年级的300名学生进行了一次测试.已知参加此次测试的学生的分数xi(i=1,2,…,300)全部介于45分到95分之间,学校将所有分数分成5组:[45,55),[55,65),…,[85,95],整理得到如图所示的频率分布直方图(同组数据以这组数据的中间值作为代表).
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(1)求m的值,并估计此次校内测试分数的平均数;
【解析】(1)因为(0.006+0.014+m+0.036+0.020)×10=1,所以m=0.024,
所以该次校内考试测试分数的平均数的估计值为
50×0.06+60×0.14+70×0.24+80×0.36+90×0.2=75(分).
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(2)学校要求按照分数从高到低选拔前100名的学生进行培训,试估计这100
名学生的最低分数(计算结果保留一位小数);
【解析】(2)因为≈67%,
所以这100名学生的最低分数就是该次校内测试分数的67%分位数.
因为0.06+0.14+0.24=0.44<0.67<0.8=0.06+0.14+0.24+0.36,
设该次校内考试测试分数的67%分位数为a,
则0.06+0.14+0.24+0.036(a-75)=0.67,解得a≈81.4,
所以这100名学生的最低分数的估计值为81.4分.
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(3)试估计这300名学生的分数xi(i=1,2,…,300)的方差s2,并判断此次得分为63分和86分的两名同学的成绩是否进入到了[-s,+s]范围内?
(参考公式:s2=fi(xi-)2,其中fi为各组频数,参考数据:≈11.4)
【解析】(3)因为s2=fi(xi-)2
=0.06×(50-75)2+0.14×(60-75)2+0.24×(70-75)2+0.36×(80-75)2+
0.2×(90-75)2=129,
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所以s=≈11.4,
所以-s=63.6,+s=86.4,
故得分为63分的同学的成绩没有进入到[63.6,86.4]内,
得分为86分的同学的成绩进入到了[63.6,86.4]内.
即得分为63分的同学的成绩没有进入到[-s,+s]范围,
得分为86分的同学的成绩进入到[-s,+s]范围了.
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【创新拓展练】
12.(5分)(多选)某校社团为发扬奥运体育精神举办了竞技比赛,此比赛共有5名同学参加,赛后经数据统计得到该5名同学在此次比赛中所得成绩的平均数为8,方差为4,比赛成绩x∈[0,15],且x∈N*,则该5名同学中比赛成绩的最高分可能为( )
A.13 B.12 C.11 D.10
√
√
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【解析】选BC.设该5名同学在此次比赛中所得成绩分别为x1,x2,x3,x4,x5,
由题得=(x1+x2+x3+x4+x5)=8,则x1+x2+x3+x4+x5=40,
且s2=[++++]=4,
则++++=20,
不妨设x5最大,
对于A选项,若x5=13,则+++=-5不成立,故A
错误;
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对于B选项,若x5=12,则+++=4,
则满足题意,例如5位同学的成绩可为7,7,7,7,12,故B正确;
对于C选项,若x5=11,则+++=11,
则满足题意,例如5位同学的成绩可为5,7,8,9,11,故C正确;
对于D选项,若x5=10,则x1+x2+x3+x4=30且+++=16,
则+++-16(x1+x2+x3+x4)+4×82=16,
⇒+++=16(x1+x2+x3+x4)-4×82+16=16×30-4×82+16=240,
则可得,该方程组无正整数解,故D错误.
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