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1、2022年高考數(shù)學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 13.1 抽樣方法與用樣本估計總體教案 理 新人教A版
高考導(dǎo)航
考試要求
重難點(diǎn)擊
命題展望
1.理解隨機(jī)抽樣的必要性和重要性,會用簡單隨機(jī)抽樣方法從總體中抽取樣本,了解分層抽樣和系統(tǒng)抽樣方法.
2.了解分布的意義和作用,會列頻率分布表,會畫頻率分布直方圖、莖葉圖,理解它們各自的特點(diǎn),理解樣本數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差的意義和作用,會計算數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差,能從樣本數(shù)據(jù)中提取基本的數(shù)字特征(如平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差),并作出合理的解釋,會用樣本的頻率分布估計總體分布,會用樣本的基本數(shù)字特征估計總體的基本數(shù)字特征,理解用樣本估計總體的思想,會用隨機(jī)抽樣的基本方法和樣本估計
2、總體的思想解決一些簡單的實(shí)際問題.
3.會作兩個有關(guān)聯(lián)變量的散點(diǎn)圖,會利用散點(diǎn)圖認(rèn)識變量間的相關(guān)關(guān)系,了解最小二乘法的思想,能根據(jù)給出的線性回歸方程系數(shù)公式建立線性回歸方程,了解回歸的基本思想、方法及其簡單應(yīng)用.
4.了解獨(dú)立性檢驗(yàn)(只要求2×2列聯(lián)表)的基本思想、方法及其簡單應(yīng)用.
本章重點(diǎn):1.三種抽樣方法的區(qū)別、聯(lián)系及操作步驟.2.樣本頻率分布直方圖和莖葉圖.3.用樣本估計總體的思想.
本章難點(diǎn):回歸直線方程與獨(dú)立性檢驗(yàn).
統(tǒng)計多數(shù)以選擇題和填空題形式考查,大題只在個別省的考題中出現(xiàn)過.難度屬于基礎(chǔ)題和中檔題.考點(diǎn)往往集中體現(xiàn)在抽樣方法、頻率分布圖表這兩個方面.另外
3、,應(yīng)注意統(tǒng)計題反映出來的綜合性與應(yīng)用性,如與數(shù)列、概率等的綜合,用統(tǒng)計方法提供決策、制定方案等,以此考查學(xué)生搜集處理信息及分析解決問題的能力.
知識網(wǎng)絡(luò)
13.1 抽樣方法與用樣本估計總體
典例精析
題型一 抽樣方法
【例1】某校有教師200人,男學(xué)生1 200人,女學(xué)生1 000人,用分層抽樣的方法從所有師生中抽取一個容量為n的樣本,已知女學(xué)生抽取的人數(shù)為80人,則n的值為 .
【解析】根據(jù)分層抽樣的意義,
=,解得n=192.
【點(diǎn)撥】現(xiàn)實(shí)中正確的分層抽樣一般有三個步驟:首先,辨明突出的統(tǒng)計特征和分類.其次,確定每個分層在總體上的比例.利用這個比例,可計算出樣本
4、中每組(層)應(yīng)抽取的人數(shù).最后,必須從每層中抽取獨(dú)立簡單隨機(jī)樣本.
【變式訓(xùn)練1】從某廠生產(chǎn)的802輛轎車中隨機(jī)抽取80輛測試某項(xiàng)性能.請合理選擇抽樣方法進(jìn)行抽樣,并寫出抽樣過程.
【解析】第一步,將802輛轎車用隨機(jī)方式編號.
第二步,從總體中剔除2輛(剔除方法可用隨機(jī)數(shù)表法),將剩余的800輛轎車重新編號(分別為001,002,003,…,800),并分成80段.
第三步,在第一段001,002,…,010這十個編號中用簡單隨機(jī)抽樣抽出一個(如005)作為起始號碼.
第四步,將編號為005,015,025,…,795的個體抽出,組成樣本.
題型二 頻率分布直方圖
【例2】(x
5、x湖南模擬)如圖是某城市通過抽樣得到的居民某年的月均用水量(單位:噸)的頻率分布直方圖.
(1)求直方圖中x的值;
(2)若將頻率視為概率,從這個城市隨機(jī)抽取3位居民(看作有放回的抽樣),求月均用水量在3至4噸的居民數(shù)X的分布列和數(shù)學(xué)期望.
【解析】(1)依題意及頻率分布直方圖知0.02+0.1+x+0.37+0.39=1,解得x=0.12.
(2)由題意知X~B(3,0.1),因此
P(X=0)=C×0.93=0.729,
P(X=1)=C×0.1×0.92=0.243,
P(X=2)=C×0.12×0.9=0.027,
P(X=3)=C×0.13=0.001,
故隨機(jī)
6、變量X的分布列為
X
0
1
2
3
P
0.729
0.243
0.027
0. 001
X的數(shù)學(xué)期望為E(X)=3×0.1=0.3.
(或E(X)=1×0.243+2×0.027+3×0.001=0.3)
【點(diǎn)撥】從頻率分布直方圖讀取數(shù)據(jù)時,要特別重視組距,縱坐標(biāo)是頻率除以組距,故長方形的面積之和為1.
【變式訓(xùn)練2】如圖是容量為100的樣本的頻率分布直方圖,試根據(jù)數(shù)據(jù)填空:
(1)樣本數(shù)據(jù)落在[10,14)內(nèi)的頻數(shù)為 ??;
(2)樣本數(shù)據(jù)落在[6,10)內(nèi)的頻率為 ??;
(3)總體落在[2,6)內(nèi)的頻率為 .
【解析】(1)樣本落在[10,
7、14)內(nèi)的頻數(shù)為0.09×4×100=36.
(2)樣本落在[6,10)內(nèi)的頻率為0.08×4=0.32.
(3)樣本落在[2,6)內(nèi)的頻率為0.02×4=0.08,所以總體落在[2,6)內(nèi)的頻率約為0.08.
題型三 平均數(shù)、方差的計算
【例3】甲、乙兩人在相同條件下各射靶10次,每次命中環(huán)數(shù)如下:
甲 4 7 10 9 5 6 8 6 8 8
乙 7 8 6 8 6 7 8 7 5 9
試問誰10次射靶的情況較穩(wěn)定?
【解析】本題要計算兩樣本的方差,當(dāng)樣本平均數(shù)不是整數(shù),且樣本數(shù)據(jù)不大時,可用簡化公式計算方差.
=(4+7+…+8)=7.1,
=(7+8+…+9)=7.
8、1,
s=(42+72+…+82-10×7.12)=3.09,
s=(72+82+…+92-10×7.12)=1.29,
因?yàn)閟>s,所以乙10次射靶比甲10次射靶情況穩(wěn)定.
【點(diǎn)撥】平均數(shù)反映了數(shù)據(jù)取值的平均水平;標(biāo)準(zhǔn)差、方差描述了一組數(shù)據(jù)圍繞平均數(shù)波動的大小,標(biāo)準(zhǔn)差、方差越大,數(shù)據(jù)的離散程度就越大,越不穩(wěn)定;標(biāo)準(zhǔn)差、方差越小,數(shù)據(jù)的離散程度越小,越穩(wěn)定.
【變式訓(xùn)練3】(xx北京市東城區(qū)模擬)在一次數(shù)學(xué)統(tǒng)考后,某班隨機(jī)抽取10名同學(xué)的成績進(jìn)行樣本分析,獲得成績數(shù)據(jù)的莖葉圖如右圖.
(1)計算此樣本的平均成績及方差;
(2)現(xiàn)從此樣本中隨機(jī)抽出2名學(xué)生的成績,設(shè)抽出分?jǐn)?shù)為90分
9、以上的人數(shù)為X,求隨機(jī)變量X的分布列和均值.
【解析】(1)樣本的平均成績=80;
方差為s2=[(92-80)2+(98-80)2+(98-80)2+(85-80)2+(85-80)2+(74-80)2+(74-80)2+(74-80)2+(60-80)2+(60-80)2]=175.
(2)由題意,隨機(jī)變量X=0,1,2.
P(X=0)==,P(X=1)==,P(X=2)=.
隨機(jī)變量X的分布列為
X
0
1
2
P
E(X)=0×+1×+2×=.
總結(jié)提高
1.統(tǒng)計的基本思想是用樣本估計總體.這就要求樣本具有很好的代表性,而樣本良好客觀的代表性,則完全依賴抽樣方法.
2.三種抽樣方法中簡單隨機(jī)抽樣是最基本的抽樣方法,是其他兩種方法的基礎(chǔ),它們的共同點(diǎn)都是等概率抽樣.適用范圍不同,要根據(jù)總體的具體情況選用不同的方法.
3.對于總體分布,總是用樣本的頻率分布對它進(jìn)行估計.
4.用樣本估計總體,一般分成以下幾個步驟:
先求樣本數(shù)據(jù)中的最大值和最小值(稱為極值),再確定合適的組數(shù)和組距,確定分點(diǎn)(每個分點(diǎn)只屬于一組,故一般采用半開半閉區(qū)間),然后列出頻率分布表(準(zhǔn)確,查數(shù)據(jù)容易),畫頻率分布直方圖.