2024届高考数学一轮复习（新教材人教A版强基版）第九章统计与成对数据的统计分析9.2用样本估计总体课件

§9.2用样本估计总体第九章统计与成对数据的统计分析 1.会用统计图表对总体进行估计，会求n个数据的第p百分位数.2.能用数字特征估计总体集中趋势和总体离散程度.考试要求 内容索引第一部分第二部分第三部分落实主干知识探究核心题型课时精练 落实主干知识第一部分 1.百分位数一般地，一组数据的第p百分位数是这样一个值，它使得这组数据中至少有___的数据小于或等于这个值，且至少有(100－p)%的数据___________这个值.2.平均数、中位数和众数(1)平均数：＝_________________.大于或等于p% (2)中位数：将一组数据按从小到大或从大到小的顺序排列，处在最____的一个数据(当数据个数是奇数时)或最中间两个数据的(当数据个数是偶数时).(3)众数：一组数据中出现次数的数据(即频数最大值所对应的样本数据).中间平均数最多 3.方差和标准差(2)标准差：s＝________________. 4.总体(样本)方差和总体(样本)标准差(1)一般式：如果总体中所有个体的变量值分别为Y1，Y2，…，YN，总体(2)加权式：如果总体的N个变量值中，不同的值共有k(k≤N)个，不妨记为Y1，Y2，…，Yk，其中Yi出现的频数为fi(i＝1,2，…，k)，则总体方差为 2.数据x1，x2，…，xn与数据x1′＝x1＋a，x2′＝x2＋a，…，xn′＝xn＋a的方差相等，即数据经过平移后方差不变.3.若x1，x2，…，xn的方差为s2，那么ax1＋b，ax2＋b，…，axn＋b的方差为a2s2. 判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)对一组数据来说，平均数和中位数总是非常接近.()(2)方差与标准差具有相同的单位.()(3)如果一组数中每个数减去同一个非零常数，则这组数的平均数改变，方差不变.()(4)在频率分布直方图中，最高的小长方形底边中点的横坐标是众数.()√××√ 1.若数据x1，x2，…，x9的方差为2，则数据2x1，2x2，…，2x9的方差为A.2B.4C.6D.8√根据方差的性质可知，数据x1，x2，…，x9的方差s2＝2，那么数据2x1，2x2，…，2x9的方差为22s2＝8. 2.某射击运动员7次的训练成绩分别为86,88,90,89,88,87,85，则这7次成绩的第80百分位数为A.88.5B.89C.91D.89.5√7次的训练成绩从小到大排列为85,86,87,88,88,89,90，7×80%＝5.6，所以第80百分位数为从小到大排列的数据中的第6个数据，即89. 3.某校体育节10名旗手的身高(单位：cm)分别为175,178,176,180,179,175,176,179,180,179，则中位数为________.178.5把10名旗手的身高从小到大排列为175,175,176,176,178,179,179,179,180,180， 探究核心题型第二部分 数据92出现了3次，出现的次数最多，所以众数是92；这组数据已经按照由小到大的顺序排列，计算10×25%＝2.5，取第三个数，所以第25百分位数是88.例1(1)从某中学抽取10名同学，他们的数学成绩如下：82,85,88,90,92,92,92,96,96,98(单位：分)，则这10名同学数学成绩的众数、第25百分位数分别为A.92,85B.92,88C.95,88D.96,85√题型一样本的数字特征和百分位数的估计 延伸探究本例中，第70百分位数是多少？ (2)(多选)(2023·郑州模拟)有一组样本数据x1，x2，…，xn，由这组数据得到新样本数据y1，y2，…，yn，其中yi＝xi＋3(i＝1,2，…，n)，则下列说法正确的有A.两组样本数据的样本标准差相同B.两组样本数据的样本中位数不同C.两组样本数据的样本平均数相同D.两组样本数据的样本众数相同√√ 计算一组n个数据第p百分位数的步骤思维升华 跟踪训练1(1)某中学高一年级8名学生某次考试的数学成绩(满分150分)分别为85,90,93,99,101,103,116,130，则这8名学生数学成绩的第75百分位数为A.102B.103C.109.5D.116√这组数据已经按照由小到大的数据排列，8×75%＝6，则这8名学生数学成绩的第75百分位数为第6个数与第7个数的平均数， (2)(多选)已知某班10名男生引体向上的测试成绩统计如表所示，则下列说法正确的A.这10名男生引体向上测试成绩的平均数为8.4B.这10名男生引体向上测试成绩的第25百分位数为7.5C.这10名男生引体向上测试成绩的中位数为8.5D.这10名男生引体向上测试成绩的众数为9√成绩(个)10987人数1432√√ 对于B，将这10名男生引体向上的测试成绩按从小到大的顺序排序得7,7,8,8,8,9,9,9,9,10，又10×25%＝2.5，则第25百分位数是第3个数，即为8，所以B错误；对于D，这10名男生引体向上测试成绩的众数为9，所以D正确. 例2某市共有居民60万人，为了制定合理的节水方案，对居民用水情况进行了调查，通过抽样，获得了某年100位居民每人的月均用水量(单位：吨)，将数据按照[0,0.5)，[0.5,1)，…，[4,4.5]分成9组，制成了如图所示的频率分布直方图.(1)求a的值，并估计该市居民月均用水量不少于3吨的人数；题型二总体集中趋势的估计 由频率分布直方图，可知(0.04＋0.08×2＋0.12＋0.16＋2a＋0.42＋0.50)×0.5＝1，解得a＝0.3；月均用水量不少于3吨的人数为(0.12＋0.08＋0.04)×0.5×60×104＝72000. (2)估计该市居民月均用水量的众数和中位数. 由图可估计众数为2.25；设中位数为x，因为前5组的频率之和为0.04＋0.08＋0.15＋0.21＋0.25＝0.73>0.5，而前4组的频率之和为0.04＋0.08＋0.15＋0.21＝0.48<0.5，所以2<x<2.5，由0.50×(x－2)＝0.5－0.48，可得x＝2.04，故居民月均用水量的中位数为2.04. 频率分布直方图中的数字特征(1)众数：最高矩形的底边中点的横坐标.(2)中位数：中位数左边和右边的矩形的面积和应该相等.(3)平均数：平均数在频率分布直方图中等于各组区间的中点值与对应频率之积的和.思维升华 跟踪训练2(2022·哈尔滨模拟)治理沙漠化离不开优质的树苗，现从苗圃中随机地抽测了200株树苗的高度(单位：cm)，得到如图所示的频率分布直方图.(1)求直方图中a的值及众数、中位数； ∵(0.0015＋0.0110＋0.0225＋0.0300＋a＋0.0080＋0.0020)×10＝1，设中位数为x，∵(0.0015＋0.0110＋0.0225)×10＝0.35<0.5，(0.0015＋0.0110＋0.0225＋0.0300)×10＝0.65>0.5，则185<x<195，0.35＋0.0300×(x－185)＝0.5， ∴x＝190.故a＝0.0250，众数为190，中位数为190. (2)若树苗高度在185cm及以上是可以移栽的合格树苗.从样本中用比例分配的分层随机抽样方法抽取20株树苗作进一步研究，不合格树苗、合格树苗分别应抽取多少株？ 由题意可知，合格树苗所占频率为(0.0300＋0.0250＋0.0080＋0.0020)×10＝0.65，不合格树苗所占频率为1－0.65＝0.35，所以不合格树苗抽取20×0.35＝7(株)，合格树苗抽取20×0.65＝13(株)，故不合格树苗、合格树苗应分别抽取7株和13株. 例3(2021·全国乙卷)某厂研制了一种生产高精产品的设备，为检验新设备生产产品的某项指标有无提高，用一台旧设备和一台新设备各生产了10件产品，得到各件产品该项指标数据如下.题型三总体离散程度的估计旧设备9.810.310.010.29.99.810.010.110.29.7新设备10.110.410.110.010.110.310.610.510.410.5 ×[(9.7－10.0)2＋2×(9.8－10.0)2＋(9.9－10.0)2＋2×(10.0－10.0)2＋(10.1－10.0)2＋2×(10.2－10.0)2＋(10.3－10.0)2]＝0.036，×[(10.0－10.3)2＋3×(10.1－10.3)2＋(10.3－10.3)2＋2×(10.4－10.3)2＋2×(10.5－10.3)2＋(10.6－10.3)2]＝0.04. (2)判断新设备生产产品的该项指标的均值较旧设备是否有显著提高(如果则认为新设备生产产品的该项指标的均值较旧设备有显著提高，否则不认为有显著提高). 所以认为新设备生产产品的该项指标的均值较旧设备有显著提高. 总体离散程度的估计标准差(方差)反映了数据的离散与集中、波动与稳定的程度.标准差(方差)越大，数据的离散程度越大；标准差(方差)越小，数据的离散程度越小.思维升华 跟踪训练3(2022·济宁模拟)甲、乙两名学生参加数学竞赛培训，现分别从他们在培训期间参加的若干次预赛成绩中随机抽取8次，记录如下：甲8281797895889384乙9295807583809085(1)求两位学生预赛成绩的平均数和方差； ×[(82－85)2＋(81－85)2＋(79－85)2＋(78－85)2＋(95－85)2＋(88－85)2＋(93－85)2＋(84－85)2]＝35.5，×[(92－85)2＋(95－85)2＋(80－85)2＋(75－85)2＋(83－85)2＋(80－85)2＋(90－85)2＋(85－85)2]＝41. (2)现要从中选派一人参加数学竞赛，从统计学的角度考虑，你认为选派哪位学生参加合适？请说明理由.甲的成绩较稳定，所以派甲参赛比较合适. 课时精练第三部分 因为这组数据已经按照由小到大的顺序排列，9×80%＝7.2，所以第80百分位数为第8个数，即为8.1.(2023·潍坊模拟)数据1,2,3,4,5,6,7,8,9的第80百分位数为A.7B.7.2C.7.5D.81234567891011121314√基础保分练 2.(2022·南京模拟)已知一组数据x1，x2，x3，x4，x5的平均数为2，方差为则另一组数据3x1－2,3x2－2,3x3－2,3x4－2,3x5－2的平均数、方差分别为√1234567891011121314 所以另一组数据3x1－2,3x2－2,3x3－2,3x4－2,3x5－2的平均数为3×2－2＝4，1234567891011121314 3.(多选)成立时间少于10年、估值超过10亿美元且未上市的企业称为独角兽企业.2022年中国新经济独角兽企业分布较广泛、覆盖居民生活的各个方面.如图为2022年中国新经济独角兽企业TOP100的行业分布图，在中国新经济独角兽企业TOP100榜单中，京、沪、粤三地的企业数量共同占比达到70%.下列说法正确的是1234567891011121314 A.随着智能出行与共享经济观念的普及，汽车交通行业备受投资者关注B.在该TOP100榜单中独角兽企业数量的中位数是3C.在中国新经济独角兽企业TOP100榜单中，京、沪、粤三地的企业超过82家D.2022年中国新经济独角兽企业TOP100榜单中，企业服务、汽车交通、先进制造行业的企业数量共同占比超过30%√√1234567891011121314 A选项，由图可知，汽车交通行业在独角兽企业TOP100榜单中数量较多，故A选项正确；B选项，数据为11,10,10,10,10,9,7,6,4,4,4,4,3,2,2,2,2，则中位数为4，故B选项不正确；1234567891011121314 C选项，100×70%＝70<82，故C选项不正确；D选项，企业服务、汽车交通、先进制造行业的企业数量共同占比为×100%＝31%>30%，故D选项正确.1234567891011121314 则下列关于高一年级学生每周体育锻炼时长的说法中正确的是A.众数约为2.5B.中位数约为3.83C.平均数为3.95D.第80百分位数约为5.24.(多选)习近平总书记强调，要坚持健康第一的教育理念，加强学校体育工作，推动青少年文化学习和体育锻炼协调发展.某学校对高一年级学生每周在校体育锻炼时长(单位：小时)进行了统计，得到如下频率分布表：√分组[2,3)[3,4)[4,5)[5,6]频率0.250.300.200.25√√1234567891011121314 1234567891011121314对于A，根据频率分布表可得，高一年级学生每周体育锻炼时长的众数为＝3.5，故A错误；对于B，设高一年级学生每周体育锻炼时长的中位数为x，则0.25＋×0.30＝0.5，解得x≈3.83，故B正确；对于C，高一年级学生每周体育锻炼时长的平均数为0.25×2.5＋0.30×3.5＋0.20×4.5＋0.25×5.5＝3.95，故C正确；对于D，因为0.25＋0.30＋0.20＋0.05＝0.80，所以高一年级学生每周体育锻炼时长的第80百分位数约为5＋＝5.2，故D正确. 5.(多选)第24届冬奥会于2022年2月4日在国家体育场鸟巢举行了盛大开幕式.在冬奥会的志愿者选拔工作中，某高校承办了面试工作，面试成绩满分100分，现随机抽取了80名候选者的面试成绩并分为五组，绘制成如图所示的频率分布直方图，则下列说法正确的是(每组数据以区间的中点值为代表)A.b的值为0.25B.候选者面试成绩的中位数约为69.4C.在被抽取的候选者中，成绩在区间[65,75)之间的候选者有30人D.估计候选者的面试成绩的平均数约为69.51234567891011121314√√ 对于A，由(0.005＋b＋0.045＋0.02＋0.005)×10＝1，解得b＝0.025，故A错误；对于B，设候选者面试成绩的中位数为x，则(0.005＋0.025)×10＋(x－65)×0.045＝0.5，解得x≈69.4，故B正确；1234567891011121314 对于C，成绩在区间[65,75)的频率为0.045×10＝0.45，故人数为80×0.45＝36，故C错误；对于D,50×0.005×10＋60×0.025×10＋70×0.045×10＋80×0.02×10＋90×0.005×10＝69.5，故D正确.1234567891011121314 ④众数等于5且极差小于或等于4.则4组样本中一定符合入冬指标的共有A.1组B.2组C.3组D.4组6.(2023·云南师大附中模拟)根据气象学上的标准，连续5天的日平均气温低于10℃即为入冬.将连续5天的日平均温度的记录数据(记录数据都是自然数)作为一组样本，现有4组样本①，②，③，④，依次计算得到结果如下：1234567891011121314√ ②举反例：11,11,11,11,11，其标准差s＝0<4，但不符合入冬指标；③假设有数据大于或等于10，由极差小于或等于3可知，1234567891011121314④∵众数为5，极差小于等于4，∴最大数不超过9，符合入冬指标. 因为中位数为4，所以x＝5，所以这组数据的众数是5.7.一组数据按从小到大的顺序排列为2,2,3，x,5,5，若这组数据的中位数为4，则这组数据的众数为_____.12345678910111213145 8.(2023·沧州模拟)已知某样本数据分别为1,2,3，a,6，若样本平均数＝3，则样本方差s2＝______.1234567891011121314 9.(2023·沧州模拟)某公司计划招聘新员工40名，现有100名应届毕业生应聘，采用先笔试再面试的方式，笔试结束后，依据笔试成绩有60%的人入围面试者名单.这100名应届毕业生笔试成绩的频率分布直方图如图所示.(1)求a的值及笔试成绩的平均分；1234567891011121314 由频率分布直方图知(0.005＋0.010＋0.015＋2a＋0.030)×10＝1，则a＝0.020，所以平均分为95×0.1＋105×0.2＋115×0.3＋125×0.2＋135×0.15＋145×0.05＝117.5.1234567891011121314 由题意得，入围面试的频率为0.6，设分数线为m，则(120－m)×0.03＋0.2＋0.15＋0.05＝0.6，解得m≈113，所以预估面试入围分数线为113分.(2)根据频率分布直方图，请预估面试入围分数线(结果保留整数).1234567891011121314 10.对参加某次数学竞赛的1000名选手的初赛成绩(满分：100分)作统计，得到如图所示的频率分布直方图.(1)根据直方图完成以下表格；1234567891011121314成绩[50,60)[60,70)[70,80)[80,90)[90,100]频数 填表如下：1234567891011121314成绩[50,60)[60,70)[70,80)[80,90)[90,100]频数50150350350100 (2)求参赛选手初赛成绩的平均数及方差(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表)；1234567891011121314平均数为55×0.05＋65×0.15＋75×0.35＋85×0.35＋95×0.1＝78，方差为(55－78)2×0.05＋(65－78)2×0.15＋(75－78)2×0.35＋(85－78)2×0.35＋(95－78)2×0.1＝101. (3)如果从参加初赛的选手中选取380人参加复赛，那么如何确定进入复赛的选手成绩？所以初赛成绩为82分及以上的选手均可进入复赛.(说明：回答82分以上，或82分及以上均可).1234567891011121314 11.(2022·天津模拟)某校排球社的同学为训练动作组织了垫排球比赛，以下为根据排球社50位同学的垫球个数画的频率分布直方图，所有同学垫球数都在5～40之间.估计垫球数的样本数据的第75百分位数是A.17.5B.18.75C.27D.281234567891011121314综合提升练√ 垫球数在区间[5,25)内的人数占总数的(0.01＋0.01＋0.04＋0.06)×5×100%＝60%，垫球数在区间[5,30)内的人数占总数的(0.01＋0.01＋0.04＋0.06＋0.05)×5×100%＝85%；所以估计垫球数的样本数据的第75百分位数是28.1234567891011121314 12.(2022·上海模拟)若等差数列{xn}的公差为3，则x1，x2，x3，…，x9的方差为________.123456789101112131460 13.(多选)某学校规定，若五个工作日内学校某天有超过3个人的体温测量值高于37.5℃，则需全员进行核酸检测.该校统计了五个工作日内每天体温超过37.5℃的人数，则根据这组数据的下列信息，能断定该校不需全员进行核酸检测的是A.中位数是1，平均数是1B.中位数是1，众数是0C.中位数是2，众数是2D.平均数是2，方差是0.81234567891011121314拓展冲刺练√√ 1234567891011121314对于A，因为中位数是1，设五个工作日内每天体温超过37.5℃的人数按从小到大的顺序排列为a，b，1，c，d，因为平均数是1，所以a＋b＋1＋c＋d＝5，若d＝4，则a＝b＝c＝0，与中位数是1矛盾，故A正确；对于B，设五个工作日内每天体温超过37.5℃的人数按从小到大的顺序排列为0,0,1,2,4，满足中位数是1，众数是0，但有一天超过3人，故B错误； 1234567891011121314对于C，设五个工作日内每天体温超过37.5℃的人数按从小到大的顺序排列为0,2,2,3,4，满足中位数是2，众数是2，但有一天超过3人，故C错误；对于D，设五个工作日内每天体温超过37.5℃的人数按从小到大的顺序排列为a，b，c，d，e，因为平均数是2，方差是0.8，则a＋b＋c＋d＋e＝10， 1234567891011121314即(a－2)2＋(b－2)2＋(c－2)2＋(d－2)2＋(e－2)2＝4，则e≤4，若e＝4，从方差角度来说a＝b＝c＝d＝2，不满足a＋b＋c＋d＋e＝10，所以e<4，同理a，b，c，d均小于4，故D正确. 14.(多选)已知一组数据丢失了一个大于3的数据，剩下的六个数据分别是3,3,5,3,6,11，若这组数据的平均数与众数的和是中位数的2倍，则丢失的数据可能是A.4B.12C.18D.201234567891011121314√√ 综上所述，丢失的数据可能是4或18.1234567891011121314