2022年高一数学人教版必修三学案第二章统计..用样本的频率分布估计总体分布.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 22 用样本估量总体22.1 用样本的频率分布估量总体分布1问题导航 1画频率分布直方图有哪些步骤?频率分布直方图的特点是什么?2什么是频率分布折线图?3什么是总体密度曲线?4画茎叶图的步骤有哪些?茎叶图有什么特点?2例题导读 对“P68 探究” 内容的导读:同样一组数据,假如组距不同,横轴、纵轴的单位不同,得到的 图的外形也会不同不同的外形给人以不同的印象,这种印象有时会影响我们对总体的判定对“P68 摸索” 内容的导读:由于约有 88%的居民月均用水量都在 3 吨以下,因此,只要将月 用水量标准制定为 3 吨时,就可以满意 85%以上的居民
2、每月的用水量不超过标准对“P69 摸索” 内容的导读:不同的样本得到的频率分布折线图不同;即使对于同一样本,不 同的分组情形得到的频率分布折线图也不同,因此不能由样本的频率分布折线图得到精确的总体 密度曲线1频率分布表与频率分布直方图 1频数与频率 将一批数据按要求分成如干个组,数据分布在各个小组的个数,叫做该组的频数,每组频数 除以全体数据总数的商,叫做该组的频率,频率反映数据在每组中所占比例的大小2样本的频率分布与频率分布表 相关概念 依据随机所抽样本的大小,分别运算数据分布在各个小组的频率,这些频率的分布规律 取值 情形 ,就叫做样本的频率分布为了能直观地显示样本的频率分布情形,通常我们
3、会将样本的分 组情形、数据分布在各个小组的频数以及运算所得的相应频率列在一张表中,叫做样本频率分布 表求一组数据的频率分布表的步骤:a求极差b打算组距与组数c将数据分组d列频率分布表3用样本的频率分布估量总体的分布 从一个总体得到一个包含大量数据的样本时,很难从一个个的数字中直接看出样本所包含的 信息假如把这些数据形成频率分布表或频率分布直方图,就可以比较清晰地看出样本数据的特 征,从而估量总体的分布情形名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4频率分布直方图 在频率分布直方图中,纵轴表示频率 /组距,数据落在各小组内的
4、频率用各小长方形的面积表示,各小长方形的面积的总和等于 1频率分布直方图的绘制方法与步骤:a先制作频率分布表,然后作直角坐标系,横轴表示总体,纵轴表示频率 组距. b把横轴分成如干段,每一段对应一个组以每个组距为底,以各频率除以组距的商为 高,分别画成矩形这样得到的直方图就是频率分布直方图2频率分布折线图与总体密度曲线1频率分布折线图 连接频率分布直方图中各小长方形上端的中点,就得到频率分布折线图2总体密度曲线 一般地,当总体中的个体数较多时,抽样时样本容量就不能太小可以想象,随着样本容量的增加,作图时所分的组数增加,组距减小,相应的频率分布折线图会越来越接近于一条光滑曲线,统计中称这条光滑曲
5、线为总体密度曲线,如下列图3茎叶图 茎叶图也是用来表示数据的一种图,其画法如下:1将一个或两个样本的数据分为“ 茎”高位 和“ 叶”低位 两部分2将最小茎和最大茎之间的数按大小次序排成一列3将各个数据的“ 叶” 按大小次序写在其茎一侧或两侧1判定以下各题对的打“ ” ,错的打“ ” 1频率分布折线图与总体密度曲线无关; 2频率分布折线图就是总体密度曲线; 3样本容量很大的频率分布折线图就是总体密度曲线;4假如样本容量无限增大,分组的组距无限减小,那么频率分布折线图就会无限接近于总体 密度曲线; 5 频率分布直方图不能保留原始数据,而茎叶图可以保留原始数据,而且可以随时记 录 解析: 总体密度曲
6、线通常都是用样本频率分布估量出来的假如样本容量无限增大,分组的组距无限减小,那么频率分布折线图就会无限接近于一条光滑曲线,这条光滑曲线就是总体密度曲线名师归纳总结 答案: 123450.375,就另外四组的频数之和为第 2 页,共 19 页2一个容量为32 的样本,分成5 组,已知第三组的频率为- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - _解析: 由题意,得第三组的频数为 32 0.37512.另外四组的频数之和为 321220.答案: 20 3在频率分布直方图中,各小长方形的面积表示什么?它们的总和是多少?解: 各小长方形的面积表示样本中落在该组内的数据的频率
7、;总和等于 1.1茎叶图的优缺点优点:用茎叶图表示数据有两个优点:一是从统计图上没有原始数据信息的缺失,全部数据信息都可以从茎叶图中得到;二是茎叶图中的数据可以随时记录,随时添加,便利记录与表示缺点:茎叶图在样本数据较多时,显得不太便利,而且茎叶图只便利记录两组的数据,两组以上的数据虽然能够记录,但是没有表示两组记录那么直观、清晰2.茎叶图、频率分布表和频率分布直方图都是用来描述样本数据的分布情形的茎叶图由全部样本数据构成,没有缺失任何样本信息,可以在抽样的过程中随时记录 这对于教练员发觉运动员现场状态特殊有用 ;而频率分布表和频率分布直方图就缺失了样本的一些信息,必需在完成抽样后才能制作3.
8、频率分布表和频率分布直方图之间的亲密关系是明显的,它们只不过是相同的数据的两种不同的表达方式,茎叶图和频率分布表极为类似,事实上,茎相当于频率分布表中的分组;茎上叶的数目相当于频率分布表中指定区间组的频数作频率分布表、绘制频率分布直方图同学用书P37 40 名高三男生,实测身高数据单位: cm 如调查某校高三年级男生的身高,随机抽取下:171163163166166168168160168165 171169167169151168170168160174 165168174159167156157164169180 176157162161158164163163167161 1作出频率分布
9、表;名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2画出频率分布直方图解 1最低身高 151 cm,最高身高180 cm,它们的差是18015129,即极差为29;确定组距为 4,组数为8,列表如下:频率分组频数149.5 ,153.5 1 0.025 0.075153.5 ,157.5 3 157.5 ,161.5 6 0.15161.5 ,165.5 9 0.225165.5 ,169.5 14 0.35169.5 ,173.5 3 0.075173.5 ,177.5 3 0.075177.5 ,181.5 1 0.025
10、合计40 12频率分布直方图如下列图互动探究 本例中,画出相应的频率分布折线图解: 连接频率分布直方图中各小长方形上端的中点,就得到频率分布折线图如下:名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 方法归纳1在列频率分布表时,极差、组距、组数有如下关系:如极差为整数,就极差组数;1组数组距组距如极差不为整数,就极差的整数部分组距组距2组距和组数的确定没有固定的标准,将数据分组时,组数力求合适,使数据的分布规律能较清晰地出现出来,组数太多或太少,都会影响我们明白数据的分布情形,如样本容量不超过100,依据数据的多少常分为 512
11、 组,一般样本容量越大,所分组数越多1美国历届总统中,就任时年纪最小的是罗斯福,他于 1901 年就任,当时年仅 42 岁;就任时年纪最大的是里根,他于1981 年就任,当时69 岁下面按时间次序从 1789 年的华盛顿到2022年的奥巴马,共44 任给出了历届美国总统就任时的年龄:57,61,57 ,57,58,57,61, 54, 68,51,49,64, 50,48, 65,52,56, 46,54,49,51, 47,55,55 ,54,42, 51,56,55 ,51,54,51,60, 62,43,55, 56,61, 52,69,64,46,54,48 1将数据进行适当的分组,并
12、画出相应的频率分布直方图和频率分布折线图;2用自己的语言描述一下历届美国总统就任时年龄的分布情形解: 1以 4 为组距,列表如下:名师归纳总结 分组频数累计频数频率第 5 页,共 19 页41.5,45.5 正20.045 5 70.159 180.181 845.5,49.5160.363 649.5,53.5正50.113 640.090 9- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 53.5,57.5正正正20.045 557.5,61.5 正61.5,65.565.5,69.5合计44 1.00画频率分布直方图及频率分布折线图如下:2从频率分布表中可以看
13、出,将近60%的美国总统就任时的年龄在50 岁至 60 岁之间, 45 岁以下以及 65 岁以上就任的总统所占的比例相对较小茎叶图及其应用某化肥厂甲、乙两个车间包装肥料,在自动包装传送带上每隔称其质量,分别登记抽查记录如下 单位:千克 :甲: 52 51 49 48 53 48 49 乙: 60 65 40 35 25 65 60 画出茎叶图,并说明哪个车间的产品质量比较稳固解 茎叶图如下列图茎为十位上的数字:30 分钟抽取一包产品,由图可以看出甲车间的产品质量较集中,而乙车间的产品质量较分散,所以甲车间的产品质量比较稳固方法归纳画茎叶图时,用中间的数表示数据的十位和百位数,两边的数分别表示两
14、组数据的个位名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 数要先确定中间的数取数据的哪几位,填写数据时边读边填比较数据时从数据分布的对称性、中位数、稳固性等几方面来比较绘制茎叶图的关键是分清茎和叶,一般地说数据是两位数时,十位数字为“ 茎 ” ,个位数字为“ 叶 ” ;假如是小数的,通常把整数部分作为“ 茎 ” ,小数部分作为“ 叶 ” ,解题时要依据数据的特点合理挑选茎和叶2从两个班中各随机抽取 10 名同学,他们的数学成果如下:甲班: 76, 74,82,96,66,76,78,72,52,68 乙班: 86, 84,62
15、,76,78,92,82,74,88,85 画出茎叶图并分析两个班同学的数学学习情形解: 茎叶图如下:由茎叶图可知,乙班的数学成果较好,而且较稳固频率分布直方图的综合应用下:为了检测某种产品的质量,抽取了一个容量为 100 的样本,数据的分组情形与频数如10.75 , 10.85 ,3; 10.85 , 10.95 ,9; 10.95 , 11.05 ,13; 11.05 ,11.15 ,16; 11.15 ,11.25 ,26;11.25 ,11.35,20;11.35 ,11.45 ,7;11.45,11.55 ,4;11.55,11.65 ,2 1列出频率分布表;2画出频率分布直方图以及
16、频率分布折线图;名师归纳总结 3据上述图表,估量数据落在10.95 ,11.35 范畴内的可能性是百分之几;第 7 页,共 19 页4数据小于11.20 的可能性是百分之几解 1频率分布表如下:分组频数频率- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 10.75 ,10.85 3 0.0310.85 ,10.95 9 0.0910.95,11.05 13 0.1311.05,11.15 16 0.1611.15,11.25 26 0.26 11.25,11.35 20 0.2011.35,11.45 7 0.0711.45,11.55 4 0.0411.55,11
17、.65 2 0.02合计100 1.002频率分布直方图及频率分布折线图,如图3由上述图表可知数据落在10.95 ,11.35 范畴内的频率为10.03 0.09 0.07 0.040.020.7575%,即数据落在 10.95 ,11.35范畴内的可能性是 75%.4数据小于 11.20 的可能性即数据小于 11.20 的频率,设为 x,就 x0.41 11.20 11.15 0.670.41 11.25 11.15,所以 x0.410.13,即 x0.54,从而估量数据小于11.20 的可能性是54%.方法归纳1用样本的频率分布估量总体的分布,是列频率分布表和画频率分布直方图的主要目的,频
18、名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 率分布表比较精确地反映样本的频率分布,而频率分布直方图就能直观地反映样本的频率分布2频率分布直方图反映了样本在各个范畴内取值的可能性,由抽样的代表性利用样本在某一范畴内的频率,可近似地估量总体在这一范畴内的可能性3 1随机抽取100 名同学,测得他们的身高 单位: cm ,依据区间160 , 165, 165 ,170,170,175,175,180,180,185 分组,得到样本身高的频率分布直方图如图求频率分布直方图中x 的值及身高在170 cm 以上的同学人数;将身高在 17
19、0,175,175,180,180,185 区间内的同学依次记为 A,B,C 三个组,用分层抽样的方法从三个组中抽取 解: 由频率分布直方图可知6 人,求从这三个组分别抽取的同学人数5x15 0.070.040.020.01 ,所以 x1 5 15 0.140.06.即身高在 170 cm 以上的同学人数为 100 0.06 50.04 50.02 5 60 人A,B,C 三组的人数分别为 30 人, 20 人, 10 人6 6 6因此应当从 A, B,C 三组中每组各抽取 30603 人, 20602 人, 10601 人2从高一同学中抽取 50 名参与调研考试,成果的分组及各组的频数如下
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