统计与成对数据的统计分析专项训练-2027届高三数学一轮复习
2026-09-05
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摘要:
**基本信息**
该专项以新高考统计考情为导向,构建“基础-重点-难点”递进体系,融合概念梳理与题型训练,突出数据分析与统计决策能力,培养数学眼光与思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|考情分析|5年真题考情|高频考向与命题趋势归纳|从考情数据提炼核心考点|
|基础考点|3考点×5题|抽样方法/数字特征计算/相关性判断|从数据获取到特征描述的基础逻辑|
|重点考点|3考点×5题|回归方程求法/独立性检验步骤/样本估计方法|从数据关联到统计推断的深化逻辑|
|难点突破|3考点×5题|非线性回归转化/统计决策规范|从单一分析到综合应用的拓展逻辑|
内容正文:
高三一轮复习专题:统计与成对数据的统计分析(新高考)
1. 2022—2026年全国新高考考查情况分析
1.1 题型与分值
统计与成对数据的统计分析是新高考的必考内容,通常一道解答题(第 题左右),分值 分;同时 道选择或填空题,分值 分。全卷统计相关总分值通常在 分。
年份
卷别
主要考查内容
2022
新高考Ⅰ、Ⅱ卷
小题考分层抽样、频率分布直方图;解答题考独立性检验(2×2列联表)+ 概率
2023
新高考Ⅰ、Ⅱ卷
小题考平均数方差、百分位数;解答题考线性回归方程 + 预测 + 残差分析
2024
新高考Ⅰ、Ⅱ卷
小题考相关系数、茎叶图;解答题考独立性检验 + 条件概率 + 决策建议
2025
新高考卷
小题考频率分布直方图估计、标准差;解答题考非线性回归(对数变换)+ 拟合优度
2026
新高考卷
小题保持稳定,考数字特征与抽样;解答题考回归分析 + 独立性检验综合 + 实际决策
1.2 高频考向
1. 基础:随机抽样(分层抽样)、频率分布直方图、茎叶图、平均数/中位数/方差/百分位数;
2. 重点:一元线性回归方程(最小二乘法)、相关系数、2×2列联表与卡方独立性检验;
3. 难点:非线性回归转化、残差分析与拟合优度、独立性检验与概率交汇、统计决策与建议。
1.3 命题趋势
· 解答题常以实际问题为背景(医学、经济、体育、环境等),考查数据分析核心素养;
· 回归分析和独立性检验交替出现,近年有综合考查趋势(一题两问分别考回归和检验);
· 小题常考频率分布直方图中平均数/方差/百分位数的估计、分层抽样的样本量计算;
· 易错点:卡方公式记错、临界值混淆()、回归方程必过样本中心点、百分位数计算规则。
2. 基础考点讲解
2.1 考点一:随机抽样与统计图表
2.1.1 概念梳理
1. 简单随机抽样:从总体中逐个不放回地抽取个体,每个个体被抽到的机会相等。常用方法:抽签法、随机数法。
2. 分层抽样:将总体分成互不交叉的层,然后按一定比例从各层独立抽取。适用于总体由差异明显的几部分组成。各层抽取数量 该层个体数 抽样比。
3. 系统抽样:将总体平均分成若干部分,按规则从每部分抽取一个个体。适用于总体容量较大且个体无明显差异。
4. 频率分布直方图:横轴表示数据分组,纵轴表示 ;每个小矩形面积 该组频率;所有小矩形面积之和为 。
5. 茎叶图:中间一列表示茎(高位数字),两边表示叶(低位数字);优点是保留原始数据,便于比较两组数据。
2.1.2 试题
单选1 某校有高中生 人,其中高一 人,高二 人,高三 人。为了解学生视力情况,采用分层抽样抽取 人,则高三年级应抽取( )
A. 人 B. 人 C. 人 D. 人
单选2 在频率分布直方图中,所有小矩形的面积之和为( )
A. B. C. D. 不确定
多选3 下列抽样方法中,属于简单随机抽样的是( )
A. 从全班50人中随机抽取5人 B. 抽签法抽取样本
C. 随机数法抽取样本 D. 按学号每隔10人抽取1人
多选4 关于频率分布直方图,下列正确的是( )
A. 纵轴表示频率/组距 B. 每个小矩形面积等于该组频率
C. 所有小矩形面积之和为1 D. 可以通过直方图估计总体分布
填空5 某工厂生产产品,用系统抽样从 件产品中抽取 件,则分段间隔为
2.1.3 解析(高考标准步骤)
单选1:抽样比 ;高三抽取 人,选 B。
单选2:频率分布直方图中所有小矩形面积之和为 (频率之和),选 C。
多选3:A、B、C均为简单随机抽样;D为系统抽样;A、B、C正确,选 ABC。
多选4:A、B、C、D均为频率分布直方图的基本性质,全部正确,选 ABCD。
填空5:分段间隔 。
2.2 考点二:样本的数字特征
2.2.1 概念梳理
1. 平均数:,反映数据的平均水平。
2. 中位数:将数据从小到大排列,中间位置的数( 为奇数取中间, 为偶数取中间两数的平均数)。
3. 众数:出现次数最多的数。
4. 方差:;标准差:。方差/标准差越小,数据越稳定。
5. 极差:最大值减最小值。
6. 百分位数:将 个数据从小到大排列,计算 ;若 不是整数,向上取整,对应位置的数为第 百分位数;若 是整数,第 百分位数为第 项与第 项数据的平均数。
2.2.2 试题
单选1 数据 的众数和中位数分别为( )
A. B. C. D.
单选2 已知数据 的平均数为 ,方差为 ,则数据 的平均数和方差分别为( )
A. B. C. D.
多选3 下列说法正确的是( )
A. 平均数反映数据的平均水平 B. 方差反映数据的离散程度
C. 中位数不受极端值影响 D. 众数一定唯一
多选4 已知甲组数据的方差为 ,乙组数据的方差为 ,则( )
A. 甲组数据比乙组稳定 B. 乙组数据比甲组稳定
C. 甲组数据的标准差为 D. 乙组数据的极差一定更大
填空5 数据 的第 百分位数为
2.2.3 解析
单选1: 出现3次最多,众数为5;7个数中位数为第4个,即5,选 A。
单选2:;,选 A。
多选3:A、B、C正确;D错误,众数可能不唯一(多个数出现次数相同且最多);A、B、C正确,选 ABC。
多选4:方差越小越稳定,A正确B错误;标准差 ,C正确;方差大不代表极差一定大,D错误;A、C正确,选 AC。
填空5:,不是整数,向上取整为8,第8个数为 。
2.3 考点三:成对数据的统计相关性
2.3.1 概念梳理
1. 相关关系:两个变量之间存在的不确定关系(不同于函数关系的确定性)。
2. 正相关/负相关:一个变量增大时另一个变量也增大,为正相关;一个增大另一个减小,为负相关。
3. 散点图:将成对数据 描在坐标系中,观察点的分布趋势判断相关性。
4. 相关系数:
; 正相关, 负相关; 越接近 线性相关程度越强,越接近 越弱。通常 认为线性相关程度较强。
2.3.2 试题
单选1 下列两个变量之间的关系是相关关系的是( )
A. 正方形的边长与面积 B. 匀速行驶的路程与时间
C. 人的身高与体重 D. 圆的半径与周长
单选2 若相关系数 ,则两个变量之间( )
A. 高度正相关 B. 高度负相关 C. 低度正相关 D. 不相关
多选3 关于相关系数 ,下列正确的是( )
A. B. 表示正相关
C. 越接近1,线性相关程度越强 D. 表示两个变量没有任何关系
多选4 下列散点图中,表示两个变量正相关的是( )
A. 点从左下到右上分布 B. 点从左上到右下分布
C. 点集中在一条上升直线附近 D. 点集中在一条下降直线附近
填空5 若相关系数 ,则两个变量之间是 相关(填"正"或"负"),线性相关程度较 (填"强"或"弱")。
2.3.3 解析
单选1:A、B、D均为确定的函数关系;C身高与体重是相关关系,选 C。
单选2:, 接近1且为负,高度负相关,选 B。
多选3:A、B、C正确;D错误, 只表示没有线性相关关系,可能有非线性关系;A、B、C正确,选 ABC。
多选4:正相关表现为点从左下到右上分布或集中在上升直线附近,A、C正确;B、D为负相关;选 AC。
填空5:,正相关;,线性相关程度较 强。答案:正,强。
3. 重点考点讲解
3.1 考点一:一元线性回归模型
3.1.1 概念梳理
1. 回归直线方程:,其中
1. 样本中心点:,回归直线必过样本中心点。
2. 最小二乘法:使残差平方和 最小的方法。
3. 残差:,残差图均匀分布在以0为中心的水平带状区域内,说明模型拟合效果好。
4. 决定系数:, 越接近1,拟合效果越好。
3.1.2 试题
单选1 已知 的数据如下表,回归直线方程为 ,则 ( )
1
2
3
3
5
7
A. B. C. D.
单选2 回归直线 必过点( )
A. B. C. D.
多选3 关于线性回归分析,下列正确的是( )
A. 回归直线必过样本中心点
B. 残差平方和越小,模型拟合效果越好
C. 越接近1,拟合效果越好
D. 相关系数 越大,拟合效果越好
多选4 已知回归方程 ,则( )
A. 每增加1个单位, 平均增加0.6个单位
B. 当 时,
C. 两个变量正相关
D. 该方程可以用于预测
填空5 已知 满足回归方程 ,且 ,则
3.1.3 解析
单选1:;回归直线过 ,,,选 B。
单选2:回归直线必过样本中心点 ,选 D。
多选3:A、B、C正确;D错误,应是 越接近1拟合效果越好, 为负时绝对值大也拟合好;A、B、C正确,选 ABC。
多选4:斜率0.6表示x每增1,y平均增0.6; 时 ;斜率为正,正相关;回归方程可用于预测;A、B、C、D全正确,选 ABCD。
填空5:回归直线过样本中心点,。
3.2 考点二:列联表与独立性检验
3.2.1 概念梳理
1. 2×2列联表:
合计
合计
1. 卡方统计量:
1. 独立性检验基本思想:提出零假设 :两个变量独立(无关联);计算 ;与临界值比较,若 大于临界值,则拒绝 ,认为两个变量有关联。
2. 常用临界值:
(显著性水平)
0.10
0.05
0.01
0.005
0.001
(临界值)
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
3.2.2 试题
单选1 在独立性检验中,若 ,则( )
A. 在犯错误概率不超过0.05的前提下认为两变量有关
B. 在犯错误概率不超过0.01的前提下认为两变量有关
C. 有99%的把握认为两变量无关
D. 有95%的把握认为两变量无关
单选2 2×2列联表中,,则 约为( )
A. B. C. D.
多选3 关于独立性检验,下列正确的是( )
A. 零假设 是两个变量独立
B. 越大,越有理由认为两变量有关
C. 若 ,则有99%的把握认为两变量有关
D. 独立性检验可以证明因果关系
多选4 下列关于2×2列联表的说法正确的是( )
A. B.
C. 越大,两变量关系越强 D. 列联表中每个数据都是非负整数
填空5 在独立性检验中,若有99%的把握认为两个变量有关,则 至少为
3.2.3 解析
单选1:,在犯错误概率不超过0.05的前提下认为有关;,达不到99%把握;选 A。
单选2:,;,不在选项。重新计算:,分母 ;分子 ;。最接近A 。选 A。
多选3:A、B、C正确;D错误,独立性检验只能判断关联,不能证明因果;A、B、C正确,选 ABC。
多选4:A、B、D正确;C错误, 越大关系越强(需考虑样本量),且应说 越大关系越强;A、B、D正确,选 ABD。
填空5:99%把握对应显著性水平0.01,临界值为 。
3.3 考点三:用样本估计总体
3.3.1 概念梳理
1. 频率分布直方图估计平均数:,其中 为第 组的组中值, 为该组频率。
2. 频率分布直方图估计方差:。
3. 频率分布直方图估计百分位数:找到累计频率首次超过 的组,设该组下限为 ,组距为 ,前一组累计频率为 ,该组频率为 ,则第 百分位数 。
4. 分层抽样的平均数:若总体分为 层,各层平均数为 ,个体数为 ,则总体平均数 。
3.3.2 试题
单选1 某班50名学生数学成绩的频率分布直方图中, 组的频率为 ,则该组的频数为( )
A. B. C. D.
单选2 频率分布直方图中, 组频率为 , 组频率为 , 组频率为 ,则中位数所在组为( )
A. B. C. D. 无法确定
多选3 在频率分布直方图中,可以估计的总体数字特征有( )
A. 平均数 B. 中位数 C. 方差 D. 百分位数
多选4 某校高一、高二、高三学生人数分别为 ,平均身高分别为 cm,则( )
A. 全校学生总数为1500人 B. 全校平均身高约为167.3 cm
C. 高一学生人数占比最大 D. 高三平均身高最高
填空5 频率分布直方图中, 频率0.1, 频率0.2, 频率0.4, 频率0.2, 频率0.1,则第60百分位数所在组为
3.3.3 解析
单选1:频数 ,选 B。
单选2:累计频率: 后0.2, 后0.5,中位数在累计频率达0.5的组,即 的上限,实际中位数为80?累计到 结束为0.5,中位数为80,属于 的下限。严格来说中位数在 组内(因为0.2<0.5≤0.5),选 B。
多选3:频率分布直方图可以估计平均数、中位数、方差、百分位数,A、B、C、D全正确,选 ABCD。
多选4:总数 ;平均身高 ;高一人数最多;高三平均身高最高;A、B、C、D全正确,选 ABCD。
填空5:累计频率: 后0.1, 后0.3, 后0.7;0.6在0.3到0.7之间,第60百分位数在 组。
4. 难点突破讲解
4.1 考点一:回归分析的综合应用
4.1.1 概念梳理
1. 非线性回归转化:对于非线性关系,通过变量变换转化为线性关系。常见类型:
① 指数型 :取对数 ,令 ,则 线性;
② 幂函数型 :取对数 ,令 ,则 线性。
1. 拟合优度判断:比较不同模型的 (决定系数), 越接近1拟合越好;或比较残差平方和,越小越好。
2. 回归预测:利用回归方程对自变量在样本范围内的取值进行预测(内插预测较可靠,外推需谨慎)。
3. 回归系数的实际意义: 表示自变量每增加1个单位,因变量平均变化 个单位。
4.1.2 试题
单选1 已知 与 满足 ,令 ,得到线性回归方程 ,则 分别为( )
A. B. C. D.
单选2 两个回归模型的决定系数分别为 ,,则( )
A. 模型1拟合效果更好 B. 模型2拟合效果更好
C. 两个模型拟合效果相同 D. 无法比较
多选3 关于回归分析,下列正确的是( )
A. 非线性回归可以通过变量变换转化为线性回归
B. 越接近1,残差平方和越小
C. 回归方程可以用于样本范围内的预测
D. 残差图中残差点均匀分布在0附近,说明模型合适
多选4 某产品的广告费 (万元)与销售额 (万元)的回归方程为 ,则( )
A. 广告费每增加1万元,销售额平均增加8万元
B. 当广告费为5万元时,销售额预测为55万元
C. 广告费与销售额正相关
D. 该方程表明广告费是销售额的唯一影响因素
填空5 已知 与 满足 ,令 ,得线性回归方程 ,则 ,
4.1.3 解析
单选1:,,故 ,选 A。
单选2: 越接近1拟合越好,,模型1更好,选 A。
多选3:A、B、C、D均为回归分析的正确结论,全部正确,选 ABCD。
多选4:斜率8表示每增1万元广告费,销售额平均增8万元; 时 ;斜率为正,正相关;D错误,回归方程只表明相关关系,不是唯一因素;A、B、C正确,选 ABC。
填空5:,,故 ,。
4.2 考点二:独立性检验的综合应用
4.2.1 概念梳理
1. 独立性检验完整步骤:①提出零假设 :两个变量独立;②根据列联表计算 ;③与临界值比较;④作出判断(拒绝或不拒绝 );⑤给出实际结论。
2. 结论表述规范:若 ,则"在犯错误的概率不超过 的前提下,认为两个变量有关联"(或"有 的把握认为两个变量有关联");若 ,则"没有充分证据认为两个变量有关联"。
3. 注意事项:①独立性检验只判断关联,不判断因果;②样本量越大,检验越可靠;③ 公式中 的平方,与顺序无关。
4.2.2 试题
单选1 在独立性检验中,若 ,则( )
A. 有95%的把握认为两变量有关 B. 有99%的把握认为两变量有关
C. 有99.5%的把握认为两变量有关 D. 没有充分证据认为两变量有关
单选2 某医疗机构为研究吸烟与患肺病的关系,随机调查了100人,得到2×2列联表,计算得 ,则( )
A. 在犯错误概率不超过0.05的前提下认为吸烟与患肺病有关
B. 在犯错误概率不超过0.01的前提下认为吸烟与患肺病有关
C. 吸烟一定导致患肺病
D. 吸烟与患肺病无关
多选3 在独立性检验中,若 ,则下列正确的是( )
A. 拒绝零假设 B. 有99%的把握认为两变量有关
C. 在犯错误概率不超过0.01的前提下认为两变量有关 D. 两变量存在因果关系
多选4 关于独立性检验的结论,下列正确的是( )
A. "有95%的把握认为有关"意味着还有5%的可能性判断错误
B. 若不拒绝 ,说明两变量一定独立
C. 独立性检验的结论是统计推断,不是绝对结论
D. 样本量越大,检验结论越可靠
填空5 在独立性检验中,若在犯错误概率不超过0.005的前提下认为两变量有关,则 至少为
4.2.3 解析
单选1:,有99%把握认为有关;,达不到99.5%;选 B。
单选2:,在犯错误概率不超过0.05的前提下认为有关;,达不到99%;C、D错误;选 A。
多选3:,拒绝 ,有99%把握认为有关,A、B、C正确;D错误,关联不等于因果;A、B、C正确,选 ABC。
多选4:A正确,95%把握意味着5%犯错概率;B错误,不拒绝 只说明没有充分证据,不代表一定独立;C正确,统计推断有不确定性;D正确,大样本更可靠;A、C、D正确,选 ACD。
填空5:0.005对应临界值 。
4.3 考点三:统计综合问题
4.3.1 概念梳理
1. 统计与概率交汇:用频率估计概率,结合古典概型、条件概率、分布列等知识综合考查。
2. 抽样与数字特征结合:先分层抽样确定样本,再计算样本的平均数、方差等数字特征,进而估计总体。
3. 数据分析与决策:根据统计结果(平均数、方差、回归预测、独立性检验)给出实际建议或决策,需结合数据说明理由。
4. 综合解题策略:①读懂题意和图表;②明确考查的统计方法;③按公式规范计算;④结合实际背景给出结论和建议。
4.3.2 试题
单选1 某工厂从一批产品中随机抽取100件,其中合格品95件,则估计这批产品的合格率为( )
A. B. C. D.
单选2 甲、乙两名运动员近5次比赛成绩的平均数相同,甲的方差为2,乙的方差为5,则( )
A. 甲成绩更稳定 B. 乙成绩更稳定
C. 甲、乙成绩一样稳定 D. 无法比较
多选3 某班统计了50名学生的数学成绩,得到平均数为80,方差为25,则( )
A. 标准差为5 B. 约有68%的学生成绩在75到85之间
C. 极差一定不超过20 D. 中位数一定为80
多选4 为比较两种肥料的效果,分别在10块试验田使用,得到产量数据,下列可以用于比较的统计量有( )
A. 平均产量 B. 产量的方差 C. 产量的中位数 D. 产量的极差
填空5 某班40名学生中,男生25人平均身高172cm,女生15人平均身高162cm,则全班平均身高为 cm
4.3.3 解析
单选1:合格率 ,用频率估计概率,选 C。
单选2:方差越小越稳定,甲方差2<乙方差5,甲更稳定,选 A。
多选3:标准差 ,A正确;若成绩近似正态分布,约68%在 即75到85之间,B正确;C错误,方差25不能推出极差不超过20;D错误,平均数80不代表中位数80;A、B正确,选 AB。
多选4:比较两种肥料效果可以用平均产量(平均水平)、方差(稳定性)、中位数(中间水平)、极差(波动范围),A、B、C、D全正确,选 ABCD。
填空5:全班平均身高 cm。
5. 跟踪训练
5.1 试题
1.(单选) 某校有学生 人,其中高一 人,高二 人,高三 人。采用分层抽样抽取 人,则高二年级应抽取( )
A. 人 B. 人 C. 人 D. 人
2.(单选) 数据 的方差为( )
A. B. C. D.
3.(单选) 已知回归方程 ,则当 时,( )
A. B. C. D.
4.(单选) 在独立性检验中,若 ,则( )
A. 有90%的把握认为两变量有关 B. 有95%的把握认为两变量有关
C. 有99%的把握认为两变量有关 D. 没有充分证据认为两变量有关
5.(单选) 数据 的第 百分位数为( )
A. B. C. D.
6.(单选) 已知变量 的相关系数 ,则( )
A. 高度正相关 B. 高度负相关 C. 低度正相关 D. 不相关
7.(单选) 频率分布直方图中, 频率0.1, 频率0.2, 频率0.3, 频率0.25, 频率0.15,则平均数估计值为( )
A. B. C. D.
8.(单选) 已知 与 满足 ,令 ,得 ,则当 时,( )
A. B. C. D.
9.(多选) 下列属于分层抽样适用场景的是( )
A. 总体由差异明显的几部分组成 B. 总体容量较小
C. 调查不同年级学生的视力情况 D. 调查某班学生的身高
10.(多选) 关于线性回归方程 ,下列正确的是( )
A. 必过样本中心点 B. 是回归系数
C. 可以用 计算截距 D. 越大,相关程度越强
11.(多选) 在独立性检验中,若 ,则( )
A. 拒绝零假设 B. 有99%的把握认为两变量有关
C. 在犯错误概率不超过0.01的前提下认为两变量有关 D. 两变量一定存在因果关系
12.(填空) 已知数据 的平均数为 ,方差为 ,则数据 的方差为
13.(填空) 某班50名学生的数学成绩频率分布直方图中, 组的频率为 ,则该组的频数为
14.(填空) 已知2×2列联表中 ,则 (保留两位小数)
5.2 解析(高考标准步骤)
1. 抽样比 ;高二抽取 人,选 A。
2. 平均数 ;方差 ,选 B。
3. ,选 C。
4. ,有95%把握认为有关;,达不到99%;选 B。
5. ,是整数,第40百分位数为第2项和第3项的平均数 ,选 C。
6. , 接近1且为负,高度负相关,选 B。
7. 组中值分别为5,15,25,35,45;平均数 ,选 B。
8. ,,选 B。
9. 分层抽样适用于总体由差异明显的几部分组成,A、C正确;B、D适合简单随机抽样;选 AC。
10. A、B、C正确;D错误, 大不代表相关程度强,相关程度由相关系数 衡量;A、B、C正确,选 ABC。
11. ,拒绝 ,有99%把握认为有关,A、B、C正确;D错误,关联不等于因果;A、B、C正确,选 ABC。
12. 。
13. 频数 。
14. ,;。
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高三一轮复习专题:统计与成对数据的统计分析(新高考)
1. 2022—2026年全国新高考考查情况分析
1.1 题型与分值
统计与成对数据的统计分析是新高考的必考内容,通常一道解答题(第 题左右),分值 分;同时 道选择或填空题,分值 分。全卷统计相关总分值通常在 分。
年份
卷别
主要考查内容
2022
新高考Ⅰ、Ⅱ卷
小题考分层抽样、频率分布直方图;解答题考独立性检验(2×2列联表)+ 概率
2023
新高考Ⅰ、Ⅱ卷
小题考平均数方差、百分位数;解答题考线性回归方程 + 预测 + 残差分析
2024
新高考Ⅰ、Ⅱ卷
小题考相关系数、茎叶图;解答题考独立性检验 + 条件概率 + 决策建议
2025
新高考卷
小题考频率分布直方图估计、标准差;解答题考非线性回归(对数变换)+ 拟合优度
2026
新高考卷
小题保持稳定,考数字特征与抽样;解答题考回归分析 + 独立性检验综合 + 实际决策
1.2 高频考向
1. 基础:随机抽样(分层抽样)、频率分布直方图、茎叶图、平均数/中位数/方差/百分位数;
2. 重点:一元线性回归方程(最小二乘法)、相关系数、2×2列联表与卡方独立性检验;
3. 难点:非线性回归转化、残差分析与拟合优度、独立性检验与概率交汇、统计决策与建议。
1.3 命题趋势
· 解答题常以实际问题为背景(医学、经济、体育、环境等),考查数据分析核心素养;
· 回归分析和独立性检验交替出现,近年有综合考查趋势(一题两问分别考回归和检验);
· 小题常考频率分布直方图中平均数/方差/百分位数的估计、分层抽样的样本量计算;
· 易错点:卡方公式记错、临界值混淆()、回归方程必过样本中心点、百分位数计算规则。
2. 基础考点讲解
2.1 考点一:随机抽样与统计图表
2.1.1 概念梳理
1. 简单随机抽样:从总体中逐个不放回地抽取个体,每个个体被抽到的机会相等。常用方法:抽签法、随机数法。
2. 分层抽样:将总体分成互不交叉的层,然后按一定比例从各层独立抽取。适用于总体由差异明显的几部分组成。各层抽取数量 该层个体数 抽样比。
3. 系统抽样:将总体平均分成若干部分,按规则从每部分抽取一个个体。适用于总体容量较大且个体无明显差异。
4. 频率分布直方图:横轴表示数据分组,纵轴表示 ;每个小矩形面积 该组频率;所有小矩形面积之和为 。
5. 茎叶图:中间一列表示茎(高位数字),两边表示叶(低位数字);优点是保留原始数据,便于比较两组数据。
2.1.2 试题
单选1 某校有高中生 人,其中高一 人,高二 人,高三 人。为了解学生视力情况,采用分层抽样抽取 人,则高三年级应抽取( )
A. 人 B. 人 C. 人 D. 人
单选2 在频率分布直方图中,所有小矩形的面积之和为( )
A. B. C. D. 不确定
多选3 下列抽样方法中,属于简单随机抽样的是( )
A. 从全班50人中随机抽取5人 B. 抽签法抽取样本
C. 随机数法抽取样本 D. 按学号每隔10人抽取1人
多选4 关于频率分布直方图,下列正确的是( )
A. 纵轴表示频率/组距 B. 每个小矩形面积等于该组频率
C. 所有小矩形面积之和为1 D. 可以通过直方图估计总体分布
填空5 某工厂生产产品,用系统抽样从 件产品中抽取 件,则分段间隔为
2.2 考点二:样本的数字特征
2.2.1 概念梳理
1. 平均数:,反映数据的平均水平。
2. 中位数:将数据从小到大排列,中间位置的数( 为奇数取中间, 为偶数取中间两数的平均数)。
3. 众数:出现次数最多的数。
4. 方差:;标准差:。方差/标准差越小,数据越稳定。
5. 极差:最大值减最小值。
6. 百分位数:将 个数据从小到大排列,计算 ;若 不是整数,向上取整,对应位置的数为第 百分位数;若 是整数,第 百分位数为第 项与第 项数据的平均数。
2.2.2 试题
单选1 数据 的众数和中位数分别为( )
A. B. C. D.
单选2 已知数据 的平均数为 ,方差为 ,则数据 的平均数和方差分别为( )
A. B. C. D.
多选3 下列说法正确的是( )
A. 平均数反映数据的平均水平 B. 方差反映数据的离散程度
C. 中位数不受极端值影响 D. 众数一定唯一
多选4 已知甲组数据的方差为 ,乙组数据的方差为 ,则( )
A. 甲组数据比乙组稳定 B. 乙组数据比甲组稳定
C. 甲组数据的标准差为 D. 乙组数据的极差一定更大
填空5 数据 的第 百分位数为
2.3 考点三:成对数据的统计相关性
2.3.1 概念梳理
1. 相关关系:两个变量之间存在的不确定关系(不同于函数关系的确定性)。
2. 正相关/负相关:一个变量增大时另一个变量也增大,为正相关;一个增大另一个减小,为负相关。
3. 散点图:将成对数据 描在坐标系中,观察点的分布趋势判断相关性。
4. 相关系数:
; 正相关, 负相关; 越接近 线性相关程度越强,越接近 越弱。通常 认为线性相关程度较强。
2.3.2 试题
单选1 下列两个变量之间的关系是相关关系的是( )
A. 正方形的边长与面积 B. 匀速行驶的路程与时间
C. 人的身高与体重 D. 圆的半径与周长
单选2 若相关系数 ,则两个变量之间( )
A. 高度正相关 B. 高度负相关 C. 低度正相关 D. 不相关
多选3 关于相关系数 ,下列正确的是( )
A. B. 表示正相关
C. 越接近1,线性相关程度越强 D. 表示两个变量没有任何关系
多选4 下列散点图中,表示两个变量正相关的是( )
A. 点从左下到右上分布 B. 点从左上到右下分布
C. 点集中在一条上升直线附近 D. 点集中在一条下降直线附近
填空5 若相关系数 ,则两个变量之间是 相关(填"正"或"负"),线性相关程度较 (填"强"或"弱")。
3. 重点考点讲解
3.1 考点一:一元线性回归模型
3.1.1 概念梳理
1. 回归直线方程:,其中
1. 样本中心点:,回归直线必过样本中心点。
2. 最小二乘法:使残差平方和 最小的方法。
3. 残差:,残差图均匀分布在以0为中心的水平带状区域内,说明模型拟合效果好。
4. 决定系数:, 越接近1,拟合效果越好。
3.1.2 试题
单选1 已知 的数据如下表,回归直线方程为 ,则 ( )
1
2
3
3
5
7
A. B. C. D.
单选2 回归直线 必过点( )
A. B. C. D.
多选3 关于线性回归分析,下列正确的是( )
A. 回归直线必过样本中心点
B. 残差平方和越小,模型拟合效果越好
C. 越接近1,拟合效果越好
D. 相关系数 越大,拟合效果越好
多选4 已知回归方程 ,则( )
A. 每增加1个单位, 平均增加0.6个单位
B. 当 时,
C. 两个变量正相关
D. 该方程可以用于预测
填空5 已知 满足回归方程 ,且 ,则
3.2 考点二:列联表与独立性检验
3.2.1 概念梳理
1. 2×2列联表:
合计
合计
1. 卡方统计量:
1. 独立性检验基本思想:提出零假设 :两个变量独立(无关联);计算 ;与临界值比较,若 大于临界值,则拒绝 ,认为两个变量有关联。
2. 常用临界值:
(显著性水平)
0.10
0.05
0.01
0.005
0.001
(临界值)
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
3.2.2 试题
单选1 在独立性检验中,若 ,则( )
A. 在犯错误概率不超过0.05的前提下认为两变量有关
B. 在犯错误概率不超过0.01的前提下认为两变量有关
C. 有99%的把握认为两变量无关
D. 有95%的把握认为两变量无关
单选2 2×2列联表中,,则 约为( )
A. B. C. D.
多选3 关于独立性检验,下列正确的是( )
A. 零假设 是两个变量独立
B. 越大,越有理由认为两变量有关
C. 若 ,则有99%的把握认为两变量有关
D. 独立性检验可以证明因果关系
多选4 下列关于2×2列联表的说法正确的是( )
A. B.
C. 越大,两变量关系越强 D. 列联表中每个数据都是非负整数
填空5 在独立性检验中,若有99%的把握认为两个变量有关,则 至少为
3.3 考点三:用样本估计总体
3.3.1 概念梳理
1. 频率分布直方图估计平均数:,其中 为第 组的组中值, 为该组频率。
2. 频率分布直方图估计方差:。
3. 频率分布直方图估计百分位数:找到累计频率首次超过 的组,设该组下限为 ,组距为 ,前一组累计频率为 ,该组频率为 ,则第 百分位数 。
4. 分层抽样的平均数:若总体分为 层,各层平均数为 ,个体数为 ,则总体平均数 。
3.3.2 试题
单选1 某班50名学生数学成绩的频率分布直方图中, 组的频率为 ,则该组的频数为( )
A. B. C. D.
单选2 频率分布直方图中, 组频率为 , 组频率为 , 组频率为 ,则中位数所在组为( )
A. B. C. D. 无法确定
多选3 在频率分布直方图中,可以估计的总体数字特征有( )
A. 平均数 B. 中位数 C. 方差 D. 百分位数
多选4 某校高一、高二、高三学生人数分别为 ,平均身高分别为 cm,则( )
A. 全校学生总数为1500人 B. 全校平均身高约为167.3 cm
C. 高一学生人数占比最大 D. 高三平均身高最高
填空5 频率分布直方图中, 频率0.1, 频率0.2, 频率0.4, 频率0.2, 频率0.1,则第60百分位数所在组为
4. 难点突破讲解
4.1 考点一:回归分析的综合应用
4.1.1 概念梳理
1. 非线性回归转化:对于非线性关系,通过变量变换转化为线性关系。常见类型:
① 指数型 :取对数 ,令 ,则 线性;
② 幂函数型 :取对数 ,令 ,则 线性。
1. 拟合优度判断:比较不同模型的 (决定系数), 越接近1拟合越好;或比较残差平方和,越小越好。
2. 回归预测:利用回归方程对自变量在样本范围内的取值进行预测(内插预测较可靠,外推需谨慎)。
3. 回归系数的实际意义: 表示自变量每增加1个单位,因变量平均变化 个单位。
4.1.2 试题
单选1 已知 与 满足 ,令 ,得到线性回归方程 ,则 分别为( )
A. B. C. D.
单选2 两个回归模型的决定系数分别为 ,,则( )
A. 模型1拟合效果更好 B. 模型2拟合效果更好
C. 两个模型拟合效果相同 D. 无法比较
多选3 关于回归分析,下列正确的是( )
A. 非线性回归可以通过变量变换转化为线性回归
B. 越接近1,残差平方和越小
C. 回归方程可以用于样本范围内的预测
D. 残差图中残差点均匀分布在0附近,说明模型合适
多选4 某产品的广告费 (万元)与销售额 (万元)的回归方程为 ,则( )
A. 广告费每增加1万元,销售额平均增加8万元
B. 当广告费为5万元时,销售额预测为55万元
C. 广告费与销售额正相关
D. 该方程表明广告费是销售额的唯一影响因素
填空5 已知 与 满足 ,令 ,得线性回归方程 ,则 ,
4.2 考点二:独立性检验的综合应用
4.2.1 概念梳理
1. 独立性检验完整步骤:①提出零假设 :两个变量独立;②根据列联表计算 ;③与临界值比较;④作出判断(拒绝或不拒绝 );⑤给出实际结论。
2. 结论表述规范:若 ,则"在犯错误的概率不超过 的前提下,认为两个变量有关联"(或"有 的把握认为两个变量有关联");若 ,则"没有充分证据认为两个变量有关联"。
3. 注意事项:①独立性检验只判断关联,不判断因果;②样本量越大,检验越可靠;③ 公式中 的平方,与顺序无关。
4.2.2 试题
单选1 在独立性检验中,若 ,则( )
A. 有95%的把握认为两变量有关 B. 有99%的把握认为两变量有关
C. 有99.5%的把握认为两变量有关 D. 没有充分证据认为两变量有关
单选2 某医疗机构为研究吸烟与患肺病的关系,随机调查了100人,得到2×2列联表,计算得 ,则( )
A. 在犯错误概率不超过0.05的前提下认为吸烟与患肺病有关
B. 在犯错误概率不超过0.01的前提下认为吸烟与患肺病有关
C. 吸烟一定导致患肺病
D. 吸烟与患肺病无关
多选3 在独立性检验中,若 ,则下列正确的是( )
A. 拒绝零假设 B. 有99%的把握认为两变量有关
C. 在犯错误概率不超过0.01的前提下认为两变量有关 D. 两变量存在因果关系
多选4 关于独立性检验的结论,下列正确的是( )
A. "有95%的把握认为有关"意味着还有5%的可能性判断错误
B. 若不拒绝 ,说明两变量一定独立
C. 独立性检验的结论是统计推断,不是绝对结论
D. 样本量越大,检验结论越可靠
填空5 在独立性检验中,若在犯错误概率不超过0.005的前提下认为两变量有关,则 至少为
4.3 考点三:统计综合问题
4.3.1 概念梳理
1. 统计与概率交汇:用频率估计概率,结合古典概型、条件概率、分布列等知识综合考查。
2. 抽样与数字特征结合:先分层抽样确定样本,再计算样本的平均数、方差等数字特征,进而估计总体。
3. 数据分析与决策:根据统计结果(平均数、方差、回归预测、独立性检验)给出实际建议或决策,需结合数据说明理由。
4. 综合解题策略:①读懂题意和图表;②明确考查的统计方法;③按公式规范计算;④结合实际背景给出结论和建议。
4.3.2 试题
单选1 某工厂从一批产品中随机抽取100件,其中合格品95件,则估计这批产品的合格率为( )
A. B. C. D.
单选2 甲、乙两名运动员近5次比赛成绩的平均数相同,甲的方差为2,乙的方差为5,则( )
A. 甲成绩更稳定 B. 乙成绩更稳定
C. 甲、乙成绩一样稳定 D. 无法比较
多选3 某班统计了50名学生的数学成绩,得到平均数为80,方差为25,则( )
A. 标准差为5 B. 约有68%的学生成绩在75到85之间
C. 极差一定不超过20 D. 中位数一定为80
多选4 为比较两种肥料的效果,分别在10块试验田使用,得到产量数据,下列可以用于比较的统计量有( )
A. 平均产量 B. 产量的方差 C. 产量的中位数 D. 产量的极差
填空5 某班40名学生中,男生25人平均身高172cm,女生15人平均身高162cm,则全班平均身高为 cm
5. 跟踪训练
5.1 试题
1.(单选) 某校有学生 人,其中高一 人,高二 人,高三 人。采用分层抽样抽取 人,则高二年级应抽取( )
A. 人 B. 人 C. 人 D. 人
2.(单选) 数据 的方差为( )
A. B. C. D.
3.(单选) 已知回归方程 ,则当 时,( )
A. B. C. D.
4.(单选) 在独立性检验中,若 ,则( )
A. 有90%的把握认为两变量有关 B. 有95%的把握认为两变量有关
C. 有99%的把握认为两变量有关 D. 没有充分证据认为两变量有关
5.(单选) 数据 的第 百分位数为( )
A. B. C. D.
6.(单选) 已知变量 的相关系数 ,则( )
A. 高度正相关 B. 高度负相关 C. 低度正相关 D. 不相关
7.(单选) 频率分布直方图中, 频率0.1, 频率0.2, 频率0.3, 频率0.25, 频率0.15,则平均数估计值为( )
A. B. C. D.
8.(单选) 已知 与 满足 ,令 ,得 ,则当 时,( )
A. B. C. D.
9.(多选) 下列属于分层抽样适用场景的是( )
A. 总体由差异明显的几部分组成 B. 总体容量较小
C. 调查不同年级学生的视力情况 D. 调查某班学生的身高
10.(多选) 关于线性回归方程 ,下列正确的是( )
A. 必过样本中心点 B. 是回归系数
C. 可以用 计算截距 D. 越大,相关程度越强
11.(多选) 在独立性检验中,若 ,则( )
A. 拒绝零假设 B. 有99%的把握认为两变量有关
C. 在犯错误概率不超过0.01的前提下认为两变量有关 D. 两变量一定存在因果关系
12.(填空) 已知数据 的平均数为 ,方差为 ,则数据 的方差为
13.(填空) 某班50名学生的数学成绩频率分布直方图中, 组的频率为 ,则该组的频数为
14.(填空) 已知2×2列联表中 ,则 (保留两位小数)
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