内容正文:
数学必修第二册
9.2.3总体集中趋势的估计
明学习目标
知结构体系
1.结合实例,能用样本估计总体的集中趋势参数(平均数、中位
课标
数、众数).
总体集中趋势的估计
要求
2.理解集中趋势参数的统计含义,
素养
在学习和应用平均数、中位数和众数的过程中,要进行运算,对数
平均数
中位数
众数
要求
据进行分析,发展数学运算素养和数据分析素养.
必备知识·自主梳理
预习新知夯实基础
(一)众数、中位数、平均数
(二)众数、中位数、平均数与频率分布直方图的
1.众数、中位数和平均数的定义
关系
(1)众数:一组数据中
的数
在频率分布直方图中,样本平均数可以用每个小矩
(2)中位数:一组数据按大小顺序排列后,处于:
平均数
形底边中点的
与小矩形的
的乘
位置的数.如果个数是偶数,则取
积之和近似代替
两个数据的平均数.
在频率分布直方图中,中位数左边和右边的直方图
(3)平均数:一组数据的
除以数据个数
、
中位数
的面积应该
所得到的数.
2.众数、中位数和平均数的比较
众数
众数是
小矩形底边的中点所对应的数据
名称
优点
缺点
即时小练
与中位数相比,平均数
任何一个数据的改变
:1.某班全体学生参加物
频率/组距
反映出样本数据中更
都会引起平均数的改
平均数
0.020
多的信息,对样本中的
变.数据越“离群”,对
理测试成绩的频率分
0.015
极端值更加敏感
平均数的影响越大
布直方图如图所示,0.010
0.005
则估计该班物理测试
0
20406080100成绩/分
不受少数几个极端数
的平均成绩是
中位数
据(即排序靠前或靠后
对极端值不敏感
分
的数据)的影响
2.某中学举行电脑知识竞赛,现将高一参赛学生的
成绩进行整理后分成五组绘制成如图所示的频
众数只能传递数据中
体现了样本数据的最
众数
的信息的很少一部分,
率分布直方图,已知图中从左到右的第一、二、
大集中点
对极端值不敏感
三、四、五小组的频率分别是0.30,0.40,0.15,
0.10,0.05.
即时小练
频率/组距
0.040
1.一组样本数据为19,23,12,14,14,17,10,12,18,
0.030
14,27,则这组数据的众数和中位数分别为
0.015-
(
0.010
A.14,14
B.12,14
0.005
0
5060708090100分数/分
C.14,15.5
D.12,15.5
2.已知一组数据4,6,5,8,7,6,那么这组数据的平
则高一参赛学生成绩的众数为
,中位数
均数为
为
118
第九章统计
关键能力·合作探究
讲练设计探究重点
题点一众数、中位数、平均数的计算
/方法技巧/
利用样本数字特征进行决策时的两个关注点
[典例]某篮球队甲、乙两名运动员练习罚球,每
(1)平均数与每一个数据都有关,可以反映更多
人练习10组,每组罚球40个,命中个数如下所
的总体信息,但受极端值的影响大;中位数是样
示:
本数据所占频率的等分线,不受几个极端值的
甲:20,22,27,8,12,13,37,25,24,26
影响;众数只能体现数据的最大集中点,无法客
乙:14,9,13,18,19,20,23,21,21,11
观反映总体特征
则下面结论中正确的是
(填序号)
(2)当平均数大于中位数时,说明数据中存在许
①乙的众数是21:②甲的平均数为21.4:③甲的
多较大的极端值,
中位数是24.
/方法技巧/
对点训练
计算一组数据的众数、中位数和平均数时,一般
都要先处理数据,即按从小到大的顺序排列数
某公司为了了解一年内的用水情况,抽取了10
据,然后根据众数、中位数、平均数的概念及计
天的用水量如表所示:
算方法求解.
用水量/:
22
38
40
41
44
50
95
对点训练
天数
1
1
2
2
2
(1)在这10天中,该公司用水量的平均数是多
为了普及环保知识,
+频数
10
少?每天用水量的中位数是多少?
增强环保意识,某大
(2)你认为应该用平均数和中位数中的哪一个来
学随机抽取了30名
描述该公司每天的用水量?
学生参加环保知识测
222
2
试,得分情况(十分
04
345678910得分
制)如图所示,假设得分的中位数为1,众数为
m2,平均数为x,则
A.1=m2=x
B.1=m2<x
C.m<m2<
D.m2<m<
题点二平均数、中位数、众数的应用
[典例]某小区广场上有甲、乙两群市民正在进行
晨练,两群市民的年龄如下(单位:岁):
甲群:13,13,14,15,15,15,15,16,17,17;
乙群:54,3,4,4,5,5,6,6,6,57.
(1)甲群市民年龄的平均数、中位数和众数各是
多少岁?其中哪个统计量能较好地反映甲群市
题点三利用频率分布直方图估计总体的集中趋势
民的年龄特征?
(2)乙群市民年龄的平均数、中位数和众数各是[典例]某校从参加高一年级期末考试的学生中
多少岁?其中哪个统计量能较好地反映乙群市
抽出60名,将其物理成绩(均为整数)分成六段
民的年龄特征?
[40,50),[50,60),…,[90,100]后画出如图所示
的频率分布直方图.观察图中的信息,回答下列
问题:
频率/组距
0.03
0.025
0.015
0.01
0.005
0405060708090100成绩/分
119
数学必修第二册
(1)估计这次考试的物理成绩的众数m与中位数:
值(百分制)按照[50,60),[60,70),…,[90,100]
n(结果保留一位小数);
分成5组,制成如图所示频率分布直方图.己知a
(2)估计这次考试的物理成绩的及格率(60分及
+c=2b,分值在[90,100]的人数为12.
以上为及格)和平均分
◆频率/组距
0.035=--=--
0.005T
05060708090100思想道德/分
(1)求图中a,b,c的值;
(2)若思想道德分值的平均数、中位数均超过75,
则认为该学校老师思想道德良好,试判断该学校
老师的思想道德是否良好.
/方法技巧/
利用频率分布直方图求众数、中位数以及平均数
的方法
(1)众数即为出现次数最多的数,所以它的频率
最大,在最高的小矩形中.中位数即为从小到大
中间的数(或中间两数的平均数).平均数为每
个小矩形底边中点的横坐标与小矩形面积乘积
之和.
(2)用频率分布直方图求得的众数、中位数不一
定是样本中的具体数,
对点训练
某学校为了对该校老师的思想道德进行教育指
导,对该校120名老师进行考试,并将考试的分
素养演练·提升技能
达标训练素养提高
1.已知10名工人生产同一零件,生产的件数分别:
个空气质量指数/AQI
是16,18,15,11,16,18,18,17,15,13,设其平均
300
250
A275
260
263
214
数为a,中位数为b,众数为c,则有
(
)
200
214243
221223
157
e52
160.1797
192
150
A.a>b>c
B.a>c>b
138
100
80
50
83
C.c>a>b
D.c>b>a
0
2.(多选)奥运会体操比赛的计分规则:当评委亮分后,:
12345678910111213141516日期
其成绩先去掉一个最高分,去掉一个最低分,再计:
A.这16日空气重度污染的频率为0.5
算剩下分数的平均值,这样做不是为了
B.该市出现过连续4天空气重度污染
A.减少计算量
B.避免故障
C.这16日的空气质量指数的中位数为203
C.剔除异常值
D.活跃赛场气氛
D.这16日的空气质量指数的平均值大于200
3.(多选)如图是某市连续16日的空气质量指数趋:4.为了调查某厂工人生产某种产品的能力,随机抽
势统计图,空气质量指数(AQI)小于100表示空:
查了20位工人某天生产该产品的数量得到频率
气质量优良,空气质量指数大于200表示空气重:
分布直方图如图,
度污染,则下列说法正确的是
(
120
第九章统计
+频率/组距
(1)求这次测试数学成绩的众数;
0.040
0.035
(2)求这次测试数学成绩的中位数.
0.030
0.025
0.020
0.015
0.010
0.005
06455565758595产品数量
则:(1)这20名工人中一天生产该产品的数量在
[55,75)的人数是
(2)这20名工人中一天生产该产品的数量的中
位数为
(3)这20名工人中一天生产该产品的数量的平
均数为
5.某校从参加高二年级学业水平测试的学生中抽
出80名学生,其数学成绩(均为整数)的频率分
布直方图如图所示.
+频率/组距
0.030
0.02
Q.020
0.015
0.005
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0405060708090100分数/分
9.2.4总体离散程度的估计
明学习目标
知结构体系
1.结合实例,能用样本估计总体的离散程度参数
课标
(标准差、方差、极差)
反映
极差
一组数据中的最大值与最小值的差
要求
2.理解离散程度参数的统计含义,
数据
离散
方差
g2-红+动2+…+任,2
n
在学习和应用标准差、方差和极差的过程中,通过
程度
素养
的量
进行运算,对数据进行分析,发展数学运算素养和
标准差
(x1x)2+(x2x)2+…+(x。x)2
要求
n
数据分析素养
必备知识·自主梳理
预习新知夯实基础
1.一组数据x1,x2,…,xn的方差和标准差
3.样本方差和标准差
数据x1,x2,…,xn的方差为
如果一个样本中个体的变量值分别为y1y2,…,
,标准差为
yn,样本平均数为y,则称s2=
2.总体方差和标准差
为样本方差,5
为样本标准差、
(1)总体方差和标准差:如果总体中所有个体的4.标准差的意义
变量值分别为Y1,Y2,…,YN,总体的平均数为
标准差刻画了数据的
或
,标准
Y,则称S2=
为总体方差,S=
差越大,数据的离散程度越
;标准差越
为总体标准差。
小,数据的离散程度越
(2)总体方差的加权形式:如果总体的N个变量:5.分层随机抽样的方差
值中,不同的值共有(k≤N)个,不妨记为Y1,:
设样本容量为n,平均数为x,其中两层的个体数量
Y2,…,Yk,其中Y;出现的频数为f;(i=1,2,…,
分别为n1,2,两层的平均数分别为c1c2,方差分
k),则总体方差为S2=
别为,,则这个样本的方差为2=
121“90后”占总人数的14%×55%一7.7%,“80前”占总人数的5%,:对点训练
故D正确.门
解由题意知分别落在各区间上的颜数
2.ABD[这12天中,空气质量为“优良”的有95,85,77,67,72,92,共1
在80,90)上为60×0.15=9,
6天,故A正确:这12天中空气质量最好的是4月9日,AQI为67,
在90,100)上为60×0.25=15,
故B正确;这12天的AQ1的中位数是95士104=99.5,故C不正
在[100,110)上为60×0.3=18,
在[110,120)上为60×0.2=12,
确:从4日到9日,AQI越来越小,空气质量越来越好,故D正确.]
在120,130」上为60×0.1=6.
素养演练·提升技能
从以上数据可知第50百分位数一定落在区间[100,110)上,
1.B[由表得样本数据落在区间[10,40)的频率为易=0.45.]
则100+10×05-0.4=100+19≈103.3:
0.7-0.4
2.B[由题千图2,知水、电开支占水、电、交通开支的比例为:
第75百分位数一定落在区间[110,120)上,
200十450十150一16由题千图1,知水,电、交通开支占总开支的比
200+450
13
则10+10x507-10+号-125.
例为日,因此,演学期的水,电开支占总开支的百分比为器×
综上可知,第50百分位数和第75百分位数分别估计为103.3cm,
=i
112.5cm.
品=16.25%.]
素养演练·提升技能
,1.B[将数据由小到大排列为6,7,15,36,39,40,41,42,43,47,
3.40[月收入在[1500,2000)内的颜率为1-(0.0002+0.0005×
49,共11项,由11×25%=2.75,得25%分位数是15.
2+0.0003+0.0001)×500=0.2,故应抽取200×0.2=40(人).]
!2.B[把成绮按从小到大的顺序排列为:56,70,72,78,79,80,81,83,
4.(1)0.0125(2)72[(1)由颜率分布直方图知20x=1一20×
84,86,88,90,91,94,98,因为15×80%=12,所以这15人成绩的第
(0.025+0.0065+0.003+0.003),解得x=0.0125.
80百分位数是90十91=90.5.]
(2)上学时间不少于1小时的学生的频率为0.003×2×20=0.12,3.A[因为8X65%-5.2,所以这组数据的第65百分位数是第6项
因此估计有0.12×600=72(人)可以申请住宿.]
数据4.5,则x≥4.5,故远A.]
5.808[由颜率分布直方图可知,学习积分在[1,1.5)内的党员所:
1十3+7
占的领率为08X0,5=0,4,所以该社区的完员人数为照=80;学4,16.5技成绩的0%分位数为,调为中3+7+6干055
1+3十7+6
习积分不低于2万分的党员所占的颜率为0.2×0.5一0.1,因此该:
1+3+7+6+3
=0.85,所以x∈[16,17),所以0.55+(x一16)×
社区能获得“学习达人”称号的党员人数为80×0.1一8.]
6
9.2.2
总体百分位数的估计
1+3+7+6+3=0.70,解得x-16.5.]
必备知识·自主梳理
16+24+x+y+16+14=200,
1.(2)p%2.小到大n×p%平均数
3
即时小练
:.解1)由已知,}16十24+=之
1.(1)、/(2)×(3)、/(4)/
2.A[把该组数据按照由小到大排列,可得:2.1,3.0,3.2,3.4,3.8,1
解得=80所以力=0.4,g=0.25.
1y=50,
4.0,4.2,4.4,5.3,5.6,由i-10×25%=2.5,不是整数,则第3个1
补全颜率分布直方图如图所示,
数据3.2,是第25百分位数.]
↑频率/组距
3.8.4
0.45
0.40
关键能力·合作探究
0.351
题点一
0.30
典例解(1)将所有数据从小到大排列,得
0.25
0.20
7.8,7.9,8.0,8.3,8.4,8.5,8.5,8.5,8.6,8.9,9.0,9.9,
0.15
因为共有12个数据,所以12×25%一3,
12×75%=9,12×95%=11.4,
0.05
00123456金额/千元
则第25百分位数是8.0十8.3=8.15,
(2)由(1)知,网购金额不高于2千元的颜率为0.08十0.12=0.2,
网购金额不高于3千元的频率为0.2十0.4一0.6,
第75百分位数是8.68.9-8.75,
所以网购金额的25%分位数在[2,3)内,则网购金额的25%分位数
2
第95百分位数是第12个数据为9.9
为2+025-0.2×1≈2.13(千元).
0.6-0.2
(2)因为共有12个数据,所以12×15%=1.8,则第15百分位数是1
9.2.3
第2个数据为7.9.即产品质量较小的前15%的产品有2个,它们的
总体集中趋势的估计
质量分别为7.8,7.9.
必备知识·自主梳理
3》由)可知样本数据的第25百分位数是8.15g:第50百分位数:即时小练
(一)1.(1)出现次数最多(2)中间中间(3)和
为8.5g,第95百分位数是9.9g,所以质量小于或等于8.15g的珍
1.A[把这组数据按从小到大排列为10,12,12,14,14,14,17,18,
珠为次品,质量大于8.15g且小于或等于8.5g的珍珠为合格品,}
19,23,27,则可知其众数为14,中位数为14.]
质量大于8.5g且小于或等于9.9g的珍珠为优等品,质量大于9.9g·
的珍珠为特代品
12.6
4+6+5+8+7+6=6.]
对点训练
(二)横坐标面积相等最高
解将25个样本数据按从小到大排序,可得
:即时小练
357,359,367,368,375,388,392,399,400,405,412,414,415,421,
·1.68平均成绩就是颜率分布直方图中每个小矩形的面积乘以小矩
423,423,427,430,430,434,443,445,445,451,454
形底边中,点的横坐标再求和,即0.005×20×30十0.010×20×50十
由80%×25=20,95%×25=23.75,可知样本数据的第80百分位·
0.020×20×70+0.015×20×90=68(分).]
数为438.5,第95百分位数为第24项数据,为451.
2.6565
据此估计该品种小麦亩产的第80,95百分位数分别约为438.5关键能力·合作探究
和451.
1题点
题点二
:典例①②[把两组数据按从小到大的顺序分别排列,得
典例解(1)第一组颜率为0.01X5=0.05,所以x一0.01×5-10.
甲:8,12,13,20,22,24,25,26,27,37
乙:9,11,13,14,18,19,20,21,21,23
(2)由题图可知年龄低于30岁的所占比例为40%,年龄低于35岁:
乙中出现最多的数据是21,所以①正确:
的所占比例为70%,所以抽取的x人的年龄的50%分位数在[30,
甲的平均数为x=10×(8+12+13+20+2+24+25+26+27+37)
35)内,由30+5X:00:0.号≈32,知抽取的x人的年龄的
3
=21.4,所以②正确:
50%分位数为32.
(3)把参赛的10人的成绮按从小到大的顺序排列为88,90,92,92,
甲的中位数为号×(22+2)=23,故③不正确.]
95,96,96,97,98,99,因为10×20%=2,所以这10人成绩的20%,对点训练
D[由题图可知,30名学生得分的中位数为第15个数和第16个数
位数为90十92三91,这10人成绩的平均数为10×(88+90
(分别为5,6)的平均数,即n1一5.5;又5出现次数最多,故n2一5;
92+92+95+96+96+97+98+99)=94.3.
评价:从第20百分位数和平均数来看,参赛人员的认知程度很高」
x=30X(2X3+3X4+10X5+6×6+3×7+2×8+2×9+2×
感想:结合本题和实际,符合社会主义核心价值观即可,
10)≈5.97.所以m21x.故选D.
272
题点二
9.2.4总体离散程度的估计
典例解(1)甲群市民年龄的平均数为0×(13十13十14+15+必备知识·自主梳理
15十15十15十16十17十17)=15(岁),中位数为15岁,众数为15
西1一√分红
岁,平均数、中位数和众数相等,因此它们都能较好地反映甲群市民!
t=1
n i=1
的年龄特征
2.a)2y-
N=1
v应2)2f(Y-23.】2(
ni=
(2)乙群布民年龄的平均数为0×(54+3十4十4十5+5+6+6十6
十57)=15(岁),中位数为5.5岁,众数为6岁由于乙群市民大多1
一)√F4离撒程度波动幅度大小5,丹[分十(国
数是儿童,所以中位数和众数能较好地反映乙群市民的年龄特征,{
x))]+[+(x,-x)2]
而平均数的可靠性较差
71
对点训练
即时小练
:1.(1)/(2)×(3)/
解(1)在这10天中,该公司用水量的平均数是工=0×(22+38+2.D所给图是成绩分布图,平均分是75分,在图1中,集中在75分
40+2×41+2×44+50+2×95)=51(t).
附近的数据最多,图3中从50分到100分均匀分布,所有成绩不集
每天用水童的中位数是4144=42.5(0.
中在任何一个数据附近,图2介于两者之间.由标准差的意义可得
53>2>1·
2)于均数安数据中的极瑞值化个5)影响较大:使手均数在估计3.B[:样本容量n=5,“=号×(1十2+3十4十5)=3,“-
总体时可靠性降低,10天的用水量有8天都在平均值以下,故用中
位数描述每天的用水量更合适.
题点三
号[1-3)+(2-3)+(3-3)+(4-3》+(5-3》门=2,则
典例解(1)众数是颜率分布直方图中最高小矩形底边中点的横坐:s=√2.]
标,所以众数为n=75.0.
:关键能力·合作探究
前3个小矩形面积和为0.01×10十0.015×10十0.015×10=题点一
0.40.5,
前4个小矩形面积和为0.4十0.03×10=0.7>0.5,所以中位数=
典例解(1)z。=言×(99+100+98+100+100+103)=10,
70+0.5-0.4≈73.3.
0.03
x=合×(9+100+102+99+100+100)=10.
(2)依题意,60及60以上的分数在第三、四、五、六组,颜率和为:
(0.015十0.03+0.025+0.005)×10=0.75,所以估计这次考试的
=6×[(99-100)2+(100-100)2+(98-100)y2+(100-100)2+
物理成绩的及格率是75%.
利用组中值估算抽样学生的平均分为45×0.1十55×0.15十65×1
100-100)2+(103-100)]=3,
0.15+75×0.3+85×0.25+95×0.05=71.
估计这次考试物理成绩的平均分是71分
;
2=6×[(99-100)+(100-100)2+(102-100)2+(99-100)2+
对点训练
(100-100)+(100-100)2=1.
解(1)因为分值在[90,100]的人数为12,
(2)两台机床所加工零件的直径的平均数相同,又吃,所以乙
所以90,100的频率为=0.1,所以c=0=0.01.
机床加工零件的质量更稳定.
·对点训练
因为a+c=2b,又(a十c+b十0.005+0.035)×10=1,
(1)BD[对于选项A:设,3,x,马的平均数为m,x1,,…,x的平
所以a十c十b=0.06,
解得b=0.02,a=0.03.
均数为,则n-m=十5十西十十西十西-互十西十十西
(2)这组数据的平均数为55×0.05+65×0.2+75×0.35+85×0.3+
95×0.1=77>75.
2(十)-(十十十,因为没有确定2(工十),x十4十
2
这组数据的中位数m满足10×0.005+10×0.02+(n-70)×,
0.035=0.5,
x十x的大小关系,所以无法判断m,n的大小,例如:1,2,3,4,5,6,
可得n一n=3.5;例如1,1,1,1,1,7,可得n=1,n=2:例如1,2,2,
解得m≈77.1>75
11
所以该学校老师思想道德良好,
2,2,2,可得m=2,n=6:故A错误,对于选项B:不妨设西≤≤
素养演练·提升技能
西≤工≤≤,可知,西,西的中位数等于工,的中位
1.D[把题中数据按从小到大排列为11,13,15,15,16,16,17,18,·
18,18,平均数为a=0×(1+13+15+15+16+16+17+18+18
数均为凸西,故B正确:对于选项C:因为西是最小值,是最大值,
2
则西,x3,x,x的波动性不大于x1,x2,·,x的波动性,即x2,x3,x,x
+18)=15=15.7,中位数为16,众数为18,则6=16,c=18,所以c
10
的标准差不大于无1,x%,…,的标准差,例如:2,4,6,8,10,12,则平均数
>b>a.1
n=
吉(2+4+6+8十10+12)=7,标准差等
2.ABD[因为在体操比赛的评分中使用的是平均分,计分过程中采,
用“去掉一个最高分,去掉一个最低分”的方法,就是为了防止个别
√7[(2-7P+(4-7+(6-7P+(8-7)2+10-7P+(12-7]
裁判的人为因素给出过高或过低的分数对远手的得分造成较大的
影响,从而降低误差,尽量公平,
√105
3
46,810,则平均数m=子(4十6十8十10》=7,标准差=
3.ABC[这16日空气重度污泰的颜率为=0.5,故A正确:12日,
13日,14日,15日连续4天空气重度污染,故B正确:中位数为:
√4-)+6-y+8-+(10-]=5,显然>
3
之X(192+214)=203,故C正确:z=200十16×[14+75+43+
√5,即1>5:故C错误;对于选项D:不妨设x1≤≤x≤x≤
(-43)十(-120)+(-48)+60+(-117)+(-40)+(-21)+
≤x6,则x6一x1≥x一2,当且仅当x1=x2,x5=x6时,等号成立,
故D正确:故选BD.]
(-62)+14十21十63+23+(-8)]<200(也可根据题图判断,8个
数据大于200,8个数据小于200,小于200的8个数据整体与200:
(2)解(1)xp=10×(25+41+40+37+22+14+19+39+21+
相差较大),故D不正确,]
4.(1)13(2)62.5(3)64[(1)(0.04×10+0.025×10)×20=13.
42)=30,同理可计算得x元=31,∴xp<r元,即乙种玉米苗长得高.
(2)因为0.2十0.4>0.5,所以中位数一定在[55,65]之间,设中位数
(2),=0×[(25-30)2+(41-30)2+(40-30)+(37-30)2+
为x,则0.2+(x-55)×0.04-0.5,x=62.5.
(3)平均数为0.2×50+0.4×60+0.25×70+0.1×80+0.05×90:
(22-30)2+(14-30)2+(19-30)2+(39-30)2+(21-30)2+
=64.
(42-30)2门=104.2,同理可计算得吃=128.8,s<吃,∴.甲种
5.解(1)由题千图知众数为70,80=75,
玉米苗长得齐,
2
!题点二
则这80名学生的数学成绩的众数约为75分
:典例解设男生的平均体重为,方差为s,
(2)由直方图知,前三个矩形面积之和为0.4,第四个矩形面积为
0.3,0.3+0.4>0.5.
别5-15,男生古的比树为器-号,
因此中位数位于第四个矩形内,设为x,得0.1=0.03×(x一70),所:
设女生的平均体重为y,方差为s,
以x≈73.3.
故这80名学生的数学成绩的中位数约为73.3分,
则=455=20,女生占的比例为器=号
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