高中数学必修三导学案:2.2.1用样本的频率分布估计总体分布(1).docx
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1、高中数学必修三导学案:2.2.1用样本的频率分布估计总体分布(1)用样本的频率分布估计总体分布 1.6用样本的频率分布估计总体分布1一、教学目标:1、学问与技能:(1)通过实例体会分布的意义和作用。(2)在表示样本数据的过程中,学会列频率分布表,画频率分布直方图、频率折线图和茎叶图。(3)通过实例体会频率分布直方图、频率折线图、茎叶图的各自特征,从而恰当地选择上述方法分析样本的分布,精确地做出总体估计。2、过程与方法:通过对现实生活的探究,感知应用数学学问解决问题的方法,理解数形结合的数学思想和逻辑推理的数学方法。3、情感看法与价值观:通过对样本分析和总体估计的过程,感受数学对实际生活的须要,
2、相识到数学学问源于生活并指导生活的事实,体会数学学问与现实世界的联系。二、重点与难点:重点:会列频率分布表,画频率分布直方图、频率折线图和茎叶图。难点:能通过样本的频率分布估计总体的分布。三、教学方法:探究归纳,思索沟通四、教学设想(一)、创设情境在的2022赛季中,甲、乙两名篮球运动员每场竞赛得分的原始记录如下甲运动员得分12,15,20,25,31,31,36,36,37,39,44,49,50;乙运动员得分8,13,14,16,23,26,28,38,39,51,31,29,33请问从上面的数据中你能否看出甲,乙两名运动员哪一位发挥比较稳定?如何依据这些数据作出正确的推断呢?这就是我们这
3、堂课要探讨、学习的主要内容用样本的频率分布估计总体分布(板出课题)。(二)、探究新知探究:P55我国是世界上严峻缺水的国家之一,城市缺水问题较为突出,某市政府为了节约生活用水,安排在本市试行居民生活用水定额管理,即确定一个居民月用水量标准a,用水量不超过a的部分按平价收费,超出a的部分按议价收费。假如希望大部分居民的日常生活不受影响,那么标准a定为多少比较合理呢?你认为,为了了较为合理地确定出这个标准,须要做哪些工作?(让学生绽开探讨)为了制定一个较为合理的标准a,必需先了解全市居民日常用水量的分布状况,比如月均用水量在哪个范围的居民最多,他们占全市居民的百分比状况等。因此采纳抽样调查的方式,
4、通过分析样本数据来估计全市居民用水量的分布状况。(如课本P56)分析数据的一种基本方法是用图将它们画出来,或者用紧凑的表格变更数据的排列方式,作图可以达到两个目的,一是从数据中提取信息,二是利用图形传递信息。表格则是通过变更数据的构成形式,为我们供应说明数据的新方式。下面我们学习的频率分布表和频率分布图,则是从各个小组数据在样本容量中所占比例大小的角度,来表示数据分布的规律。可以让我们更清晰的看到整个样本数据的频率分布状况。1、频率分布的概念:频率分布是指一个样本数据在各个小范围内所占比例的大小。一般用频率分布直方图反映样本的频率分布。其一般步骤为:计算一组数据中最大值与最小值的差,即求极差(
5、1)确定组距与组数;将数据分组;列频率分布表;画频率分布直方图。以课本P56制定居民用水标准问题为例,经过以上几个步骤画出频率分布直方图。(让学生自己动手作图)频率分布直方图的特征:从频率分布直方图可以清晰的看出数据分布的总体趋势。从频率分布直方图得不出原始的数据内容,把数据表示成直方图后,原有的详细数据信息就被抹掉了。探究:同样一组数据,假如组距不同,横轴、纵轴的单位不同,得到的图和形态也会不同。不同的形态给人以不同的印象,这种印象有时会影响我们对总体的推断,分别以0.1和1为组距重新作图,然后谈谈你对图的印象?(把学生分成两大组进行,分别作出两种组距的图,然后组织同学们对所作图不同的看法进
6、行沟通)接下来请同学们思索下面这个问题:思索:假如当地政府希望使85%以上的居民每月的用水量不超出标准,依据频率分布表2-2和频率分布直方图2.2-1,(见课本P57)你能对制定月用水量标准提出建议吗?(让学生细致视察表和图)2、频率分布折线图、总体密度曲线(1)频率分布折线图的定义: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)总体密度曲线的定义:在样本频率分布直方图中,相应的频率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线为总体密度曲线。它能够精确地反映了总体在各个范围内取值的百分比,它能给我们供应更加精细的信息。(见课本P60)思索:对于任何一个总体,它
7、的密度曲线是不是肯定存在?为什么?对于任何一个总体,它的密度曲线是否可以被特别精确地画出来?为什么?事实上,尽管有些总体密度曲线是饿、客观存在的,但一般很难想函数图象那样精确地画出来,我们只能用样本的频率分布对它进行估计,一般来说,样本容量越大,这种估计就越精确3、茎叶图()茎叶图的概念:当数据是两位有效数字时,用中间的数字表示十位数,即第一个有效数字,两边的数字表示个位数,即其次个有效数字,它的中间部分像植物的茎,两边部分像植物茎上长出来的叶子,因此通常把这样的图叫做茎叶图。(见课本P6例子)(2)茎叶图的特征: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损失,全部数据信息都
8、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。茎叶图只便于表示两位有效数字的数据,而且茎叶图只便利记录两组的数据,两个以上的数据虽然能够记录,但是没有表示两个记录那么直观,清楚。(三)、例题精析:例1:下表给出了某校500名12岁男孩中用随机抽样得出的120人的身高(单位)(1)列出样本频率分布表;(2)一画出频率分布直方图;(3)估计身高小于134的人数占总人数的百分比.。分析:依据样本频率分布表、频率分布直方图的一般步骤解题。解:()样本频率分布表如下: ()其频率分布直方图如下: (3)由样本频率分布表可知身高小于134cm的男孩出现的频率为0.04+0.
9、07+0.08=0.19,所以我们估计身高小于134cm的人数占总人数的19%.例2:为了了解高一学生的体能状况,某校抽取部分学生进行一分钟跳绳次数次测试,将所得数据整理后,画出频率分布直方图(如图),图中从左到右各小长方形面积之比为2:4:17:15:9:3,其次小组频数为12.(1)其次小组的频率是多少?样本容量是多少?(2)若次数在110以上(含110次)为达标,试估计该学校全体高一学生的达标率是多少?(3)在这次测试中,学生跳绳次数的中位数落在哪个小组内?请说明理由。分析:在频率分布直方图中,各小长方形的面积等于相应各组的频率,小长方形的高与频数成正比,各组频数之和等于样本容量,频率之
10、和等于1。解:(1)由于频率分布直方图以面积的形式反映了数据落在各小组内的频率大小,因此其次小组的频率为:又因为频率=所以(2)由图可估计该学校高一学生的达标率约为(3)由已知可得各小组的频数依次为6,12,51,45,27,9,所以前三组的频数之和为69,前四组的频数之和为114,所以跳绳次数的中位数落在第四小组内。(四)课堂精练:P61练习1.2.3(五)、课堂小结:1、总体分布指的是总体取值的频率分布规律,由于总体分布不易知道,因此我们往往用样本的频率分布去估计总体的分布。2、总体的分布分两种状况:当总体中的个体取值很少时,用茎叶图估计总体的分布;当总体中的个体取值较多时,将样本数据恰当
11、分组,用各组的频率分布描述总体的分布,方法是用频率分布表或频率分布直方图。(六)作业:1P72习题2.2A组1、2五、教后反思: 用样本的频率分布估计总体的分布学案 学案4用样本的频率分布估计总体的分布【课标导航】(1)通过实例体会分布的意义和作用(2)在表示样本数据的过程中,学会列频率分布表,画频率分布直方图、频率折线图和茎叶图(3)通过实例体会频率分布直方图、频率折线图、茎叶图的各自特征,从而恰当地选择上述方法分析样本的分布,精确地做出总体估计重点:会列频率分布表,画频率分布直方图、频率折线图和茎叶图难点:能通过样本的频率分布估计总体的分布【学问导引】在的2022赛季中,甲、乙两名篮球运动
12、员每场竞赛得分的原始记录如下甲运动员得分12,15,20,25,31,31,36,36,37,39,44,49,50乙运动员得分8,13,14,16,23,26,28,38,39,51,31,29,33请问从上面的数据中你能否看出甲,乙两名运动员哪一位发挥比较稳定?如何依据这些数据作出正确的推断呢?【自学导拨】1频率分布表当总体很大或不便获得时,可以用样本的频率分布估计总体的频率分布,我们把反映的表格称为频率分布表2绘制频率分布直方图的一般步骤为:(1)计算,即一组数据中最大值与最小值的差;(2)确定;1组距与组数的确定没有准确的标准,将数据分组时组数应力求合适,以使数据的发布规律能较清晰地呈
13、现出来2组数与样本容量有关,一般样本容量越大,分的组数也越多,当样本容量为100时,常分812组3组距的选择组距=,组距的选择力求取整,假如极差不利于分组(不能被组数整除)可适当增大极差,如在左右两端各增加适当的范围(尽量使两端增加的量相同)(3)确定;(4)列;一般为四列:分组、个数累计、频数、频率最终一行是合计,其中频数合计应是,频率合计是(5)绘制频率分布直方图为将频率分布直方图中的结果直观形象的表示出来,画图时,应以横轴表示分组,纵轴表示,其相应组距上的频率等于该组上的长方形的面积,即每个,且各小长方形的面积的总和等于3频率分布折线图连接频率分布直方图中的中点,就得到频率分布折线图4总
14、体密度曲线随着样本容量的增加,作图时所分的组数也在增加,组距减小,相应的图会越来越接近于一条,统计中称之为总体密度曲线,它反映了总体在各个范围内取值的百分比5茎叶图当样本数据时,用茎叶图表示数据效果较好,它不但可以便于记录,而且统计图上没有原始数据的损失,全部的数据都可以从茎叶图中得到画茎叶图的步骤:(1)将数据分为“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)将数据的“叶”按大小次序写在其茎右(左)侧6几种表示频率分布的方法的优点与不足:(1)频率分布表在数量表示上比较准确,但不够直观、形象,分析数据分布的总体态势不太便利(2)频率分布直方图能够很
15、简单地表示大量数据,特别直观地表明分布的形态,使我们能够看到在分布表中看不清晰的数据模式但从直方图本身得不出原始的数据内容,也就是说,把数据表示成直方图后,原有的详细数据信息就被抹掉了(3)频率分布折线图的优点是它反映了数据的改变趋势,假如样本容量不断增大,分组的组距不断缩小,那么折线图就趋向于总体分布的密度曲线(4)用茎叶图的优点是原有信息不会被抹掉,能够展示数据的分布状况,但当样本数据较多或数据位数较多时,茎叶图就显得不太便利了 【教材导学】【例1】:从某校高一年级的1002名新生中用系统抽样的方法抽取一个容量为100的身高的样本,数据如下(单位:cm)试作出该样本的频率分布表168165
16、171167170165170152175174165170168169171166164155164158170155166158155160160164156162160170168164174171165179163172180174173159163172167160164169151168158168176155165165169162177158175165169151163166163167178165158170169159155163153155167163164158168167161162167168161165174156167166162161164166【点拨】:确
17、定组距与组数是解决“样本中的个体取不同值较多”这类问题的动身点本题需依据绘制频率分布直方图的步骤完成【解析】:最大值=180,最小值=151,极差=29,确定分为10组;则需将全距调整为30,组距为3,既每个小区间的长度为3,组距=全距/组数可取区间1505,1805分组频数频率1505,1535)40041535,1565)80081565,1595)80081595,1625)110111625,1655)220221655,1685)190191685,1715)140141715,1745)70071745,1775)40041775,1805)3003合计1001 频率分布直方图为:
18、【反思】:在列频率分布表时,先求极差再分组,留意分组不能太多也不能太少,往往把第1小组的起点略微减小一点,同时要坚固驾驭列频率分布表及绘制频率分布直方图是步骤与方法【变式练习一】:下表给出了某校500名12岁男孩中用随机抽样得出的120人的身高(单位)(1)列出样本频率分布表(2)一画出频率分布直方图;(3)估计身高小于134的人数占总人数的百分比 【例2】:从全校参与科技学问竞赛的学生试卷中,抽取一个样本,考察竞赛的成果分布将样本分成5组,绘成频率分布直方图(如图),图中从左到右各小组的小长方形的高的比是13642,最终边一组的频数是6请结合频率分布直方图供应的信息,解答下列问题:(1)样本
19、的容量是多少?(2)列出频率分布表;(3)成果落在哪个范围内的人数最多?并求该小组的频数、频率;(4)估计这次竞赛中,成果不低于60分的学生占总人数的百分比【点拨】:本题主要考察频率分布直方图的应用,考察识图、用图的实力,运用频率分布直方图的学问解答【解析】:(1)由于各组的组距相等,所以各组的频率与各小长方形的高成正比且各组频率的和等于1,那么各组的频率分别为116,316,616,416,216设该样本容量为n,则6n216,所以样本容量为n48(2)由以上得频率分布表如下:成果频数频率505,605)3116 605,705)9316 705,805)18616 805,905)1241
20、6 905,1005)6216 合计481(3)成果落在705,805)之间的人数最多,该组的频数和频率分别是18和38(4)不低于60分的学生占总人数的百分比约为1116100%94%【反思】:(1)频率分布直方图中,所以各小长方形的面积表示相应各组的频率,各小长方形的面积的总和等于(2)样本容量=【变式练习二】:某校为了了解高一年级学生的体能状况,抽调了一部分学生进行一分钟跳绳测试,将测试成果整理后作出如下统计图,甲同学计算出前两组的频率和是012,乙同学计算出跳绳次数不少于100次的同学占96%,丙同学计算出从左至右其次、三、四组的频数比为4:17:15,结合统计图回答下列问题:(1)这
21、次共抽调了多少人?(2)若跳绳次数不少于130次为优秀,则这次测试成果的优秀率是多少? 【例3】:某中学高一(1)班甲、乙两名同学自中学以来每场数学考试成果如下:甲的得分:95,81,75,91,86,89,71,65,76,88,94,110,107;乙的得分:83,86,93,99,88,103,98,114,98,79,101画出两人数学成果茎叶图,请依据茎叶图对两人的成果进行比较【点拨】:用中间的数字表示两位同学得分的十位数和百位数,两边的数字分别表示两人每场数学考试成果的个位数【解析】:甲、乙两人数学成果的茎叶图如图所示: 甲乙从这个茎叶图可以看出,乙同学的得分状况是大致对称的,中位
22、数是99;甲同学的得分状况除一个特别得格外,也大致对称,中位数是89因此乙同学发挥比较稳定,总体得分状况比甲同学好【反思】:茎叶图由“茎”和“叶”两部分构成,绘制茎叶图的关键是设计好树茎,通常是以该组数据的高位数值作为树茎,树茎一经确定,树叶就自然地长在相应的树茎上了【变式练习三】:在某电脑杂志的一篇文章中,每个句子的字数如下:10,28,31,17,23,27,18,15,26,24,20,19,36,27,14,25,15,22,11,24,27,17在某报纸的一篇文章中,每个句子的字数如下:27,39,33,24,28,19,32,41,33,27,36,23,36,41,27,13,2
23、2,23,18,46,32,22(1)将这两组数据用茎叶图表示(2)将这两组数据进行比较分析,得到什么结论? 【思悟小结】(由学生完成)【基础导测】1将一个容量为n的样本分成若干组,已知某组的频数和频率分别为40和0125,则n的值为(A)640(B)320(C)240(D)1602下面给出4个茎叶图则数据6,23,12,13,27,35,37,38,51可以由图_表示3一个容量为32的样本,已知某组样本的频率为00625,则该组样本的频数为A2B4C6D84为了了解某地区高三学生的身体发育状况,抽查了该地区100名年龄为175岁18岁的男生体重(kg),得到频率分布直方图,如图,据图可得这1
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