【新高考复习】第一节 统计 教案

第九章统计与统计案例第一节统计核心素养立意下的命题导向1.会用简单随机抽样方法从总体中抽取样本，凸显数据分析的核心素养．2．借助频率分布表画频率分布直方图、频率折线图，提升读图、数据分析的能力，凸显直观想象、数据分析的核心素养．3．能从样本数据中提取样本的数字特征(如平均数、标准差)，并做出合理的解释，凸显数学运算的核心素养．4．会用样本的频率分布估计总体分布，会用样本的基本数字特征估计总体的基本数字特征．理解用样本估计总体的思想，会用样本估计总体的思想解决一些简单的实际问题，凸显数学建模的核心素养．[理清主干知识]1．简单随机抽样(1)抽取方式：逐个不放回地抽取．(2)特点：每个个体被抽到的概率相等．(3)常用方法：抽签法和随机数法．2．分层抽样(1)在抽样时，将总体分成互不交叉的层，然后按照一定的比例，从各层独立地抽取一定数量的个体，将各层取出的个体合在一起作为样本，这种抽样方法叫做分层抽样．(2)分层抽样的应用范围当总体是由差异明显的几个部分组成时，往往选用分层抽样．3．作频率分布直方图的步骤(1)求极差(即一组数据中最大值与最小值的差)；(2)决定组距与组数；(3)将数据分组；(4)列频率分布表；(5)画频率分布直方图．4．频率分布折线图和总体密度曲线(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：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．5．样本的数字特征(1)众数：一组数据中出现次数最多的那个数据，叫做这组数据的众数．(2)中位数：把n个数据按大小顺序排列，处于最中间位置的一个数据(或最中间两个数据的平均数)叫做这组数据的中位数．(3)平均数：把a1＋a2＋…＋ann称为a1，a2，…，an这n个数的平均数．(4)标准差与方差：设一组数据x1，x2，x3，…，xn的平均数为x，则这组数据的标准差和方差分别是s＝1n[]x1－x2＋x2－x2＋…＋xn－x2，s2＝1n[]x1－x2＋x2－x2＋…＋xn－x2.[澄清盲点误点]一、关键点练明1．(分层抽样)某公司生产A，B，C三种不同型号的轿车，其产量之比为2∶3∶4，为检验该公司的产品质量，用分层抽样的方法抽取一个容量为n的样本，若样本中A种型号的轿车比B种型号的轿车少8辆，则n＝()A．96B．72C．48D．36解析：选B由题意得39n－29n＝8，所以n＝72.故选B.2．(多选·用样本估计总体)某城市收集并整理了该市2020年1月份至10月份每月最低气温与最高气温(单位：℃)的数据，绘制了如图所示的折线图，已知该市每月的最低气温与当月的最高气温两变量具有较好的线性关系，则根据该折线图，下列结论正确的是()A．每月的最低气温与当月的最高气温两变量为正相关B．10月份的最高气温不低于5月份的最高气温C．月温差(最高气温减最低气温)的最大值出现在1月份D．最低气温低于0℃的月份有4个解析：选ABC由图可以看出，当最低气温较大时，最高气温也较大，故A正确；10月份的最高气温大于20℃，而5月份的最高气温为不超过20℃，故B正确；从各月的温差看，1月份的温差最大，故C正确；而最低气温低于0℃的月份是1,2,4三个月份，故D错误．3．(数字特征)若数据x1，x2，x3，…，xn的平均数x＝5，方差s2＝2，则数据3x1＋1,3x2＋1,3x3＋1，…，3xn＋1的平均数和方差分别为()A．5,2B．16,2C．16,18D．16,9解析：选C因为x1，x2，x3，…，xn的平均数为5，所以x1＋x2＋x3＋…＋xnn＝5，所以3x1＋3x2＋3x3＋…＋3xnn＋1＝3×5＋1＝16，因为x1，x2，x3，…，xn的方差为2，所以3x1＋1,3x2＋1,3x3＋1，…，3xn＋1的方差是32×2＝18.故选C.4．(频率分布直方图)如图是100位居民月均用水量的频率分布直方图，则月均用水量为[2,2.5)范围内的居民数有________人．解析：由频率分布直方图可知，月均用水量为[2,2.5)范围内的居民所占频率为：0.5×0.5＝0.25，所以月均用水量为[2,2.5)范围内的居民数为100×0.25＝25.答案：25二、易错点练清1．(易忽略抽样的等可能性)一个总体分为A，B两层，用分层抽样方法从总体中抽取一个容量为10的样本．已知B层中每个个体被抽到的概率都为112，则总体中的个体数为()A．40B．60C．80D．120解析：选D因为用分层抽样方法从总体中抽取一个容量为10的样本．由B层中每个个体被抽到的概率都为112，知在抽样过程中每个个体被抽到的概率是112，所以总体中的个体数为10÷112＝120.故选D.2．(中位数、众数、平均数的求法不清)为了普及环保知识，增强环保意识，某大学随机抽取30名学生参加环保知识测试，得分(十分制)如图所示，假设得分的中位数为m，众数为n，平均数为x，则m，n，x的大小关系为________．(用“”连接)解析：由图可知，30名学生得分的中位数为第15个数和第16个数(分别为5,6)的平均数，即m＝5.5；又5出现次数最多，故n＝5；x＝130(2×3＋3×4＋10×5＋6×6＋3×7＋2×8＋2×9＋2×10)≈5.97.故nmx.答案：nmx考点一抽样方法[典题例析](1)(2021·漳州质检)某公司决定利用随机数表对今年新招聘的800名员工进行抽样调查他们对目前工作的满意程度，先将这800名员工进行编号，编号分别为001,002，…，799,800，从中抽取80名进行调查，下面提供随机数表的第4行到第6行：322118342978645407325242064438122343567735789056428442125331345786073625300732862345788907236896080432567808436789535577348994837522535578324377892345若从表中第5行第6列开始向右依次读取3个数据，则抽到的第5名员工的编号是()A．007B．253C．328D．736(2)(2021·蚌埠模拟)某市小学，初中，高中在校学生人数分别为7.5万，4.5万，3万．为了调查全市中小学生的体质健康状况，拟随机抽取1000人进行体质健康检测，则应抽取的初中生人数为()A．750B．500C．450D．300[解析](1)由题意知，前五名员工的编号依次为253,313,457,736,007.故选A.(2)初中生抽取的人数为10007.5＋4.5＋3×4.5＝300，故选D.[答案](1)A(2)D[方法技巧]1．应用随机数法的两个关键点(1)确定以表中的哪个数(哪行哪列)为起点，以哪个方向为读数的方向；(2)读数时注意结合编号特点进行读取．若编号为两位数字，则两位两位地读取；若编号为三位数字，则三位三位地读取，有超过总体号码或出现重复号码的数字舍去，这样继续下去，直到获取整个样本．2．解决分层抽样的常用公式先确定抽样比，然后把各层个体数乘以抽样比，即得各层要抽取的个体数．(1)抽样比＝样本容量总体容量＝各层样本容量各层个体总量；(2)层1的容量∶层2的容量∶层3的容量＝样本中层1的容量∶样本中层2的容量∶样本中层3的容量．[针对训练]1．利用简单随机抽样，从n个个体中抽取一个容量为10的样本．若第二次抽取时，余下的每个个体被抽到的概率为13，则在整个抽样过程中，每个个体被抽到的概率为()A.14B．13C.514D．1027解析：选C根据题意，9n－1＝13，解得n＝28.故在整个抽样过程中每个个体被抽到的概率为1028＝514.2.随着时代的发展，移动通信技术的进步，各种智能手机不断更新换代，给人们的生活带来了巨大的便利，但与此同时，长时间低头看手机对人的身体如颈椎、眼睛等会造成一定的损害，“低头族”由此而来．为了了解某群体中“低头族”的比例，现从该群体包括老、中、青三个年龄段的1500人中采取分层抽样的方法抽取50人进行调查，已知这50人里老、中、青三个年龄段的分配比例如图所示，则这个群体里老年人人数为()A．490B．390C．1110D．410解析：选B由题意结合分层抽样的定义可知，这个群体里老年人人数为1500×(1－34%－40%)＝1500×26%＝390.故选B.考点二统计图表及应用考法(一)折线图与扇形图[例1](1)(多选)(2021·衡水调研)某调查机构对全国互联网行业进行调查统计，得到整个互联网行业从业者年龄分布饼状图、90后从事互联网行业者岗位分布条形图，则下列结论中正确的是()注：90后指1990年及以后出生，80后指1980～1989年之间出生，80前指1979年及以前出生．A．互联网行业从业人员中90后占一半以上B．互联网行业中从事技术岗位的人数超过总人数的20%C．互联网行业中从事运营岗位的人数90后比80前多D．互联网行业中从事技术岗位的人数90后比80后多(2)(多选)(2021·长沙明德中学月考)空气质量指数AQI是反映空气状况的指数，AQI指数值越小，表明空气质量越好，其对应关系如下表：AQI指数0～5051～100101～150151～200201～300300空气质量优良轻度污染中度污染重度污染严重污染下图是某市10月1日～20日AQI指数变化趋势，则下列叙述正确的是()A．这20天中AQI指数值的中位数略高于100B．这20天中的中度污染及以上的天数占14C．该市10月的前半个月的空气质量越来越好D．总体来说，该市10月上旬的空气质量比中旬的好[解析](1)由饼状图可知互联网从业人员中90后占56%，一半以上，故A项正确；由条形图知，90后从事技术岗位的人数占互联网行业为39.6%×56%＝22.176%＞20%，所以互联网行业中从事技术岗位的人数占总人数的百分比大于等于22.176%，B项正确；由条形图知，90后从事运营岗位的人数占互联网行业为17%×56%＝9.52%，大于80前互联网从业人数，C项正确；因为技术所占比例80后未知，且90后从事技术岗位的人数比22.176%＜41%，所以D项不一定正确．(2)A项，由题图知排序后第10个数据、第11个数据的平均数大于100，即中位数略高于100；B项，中度污染及以上的天数为5天，占14；由题图知C错误；D项，总体来说，该市10月上旬的空气质量比中旬的空气质量好．[答案](1)ABC(2)ABD考法(二)频率分布直方图[例2]我国是世界上严重缺水的国家，某市政府为了鼓励居民节约用水，计划调整居民生活用水收费方案，拟确定一个合理的月用水量标准x(吨)，一位居民的月用水量不超过x的部分按平价收费，超出x的部分按议价收费．为了了解居民用水情况，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)求直方图中a的值；(2)设该市有30万居民，估计全市居民中月均用水量不低于3吨的人数，并说明理由；(3)若该市政府希望使85%的居民每月的用水量不超过标准x(吨)，估计x的值，并说明理由．[解](1)由频率分布直方图知，月均用水量在[0,0.5)中的频率为0.08×0.5＝0.04，同理，在[0.5,1)，[1.5,2)，[2,2.5)，[3,3.5)，[3.5,4)，[4,4.5]中的频率分别为0.08，0.20，0.26,0.06,0.04,0.02.由0.04＋0.08＋0.5×a＋0.20＋0.26＋0.5×a＋0.06＋0.04＋0.02＝1，解得a＝0.30.(2)由(1)可知，100位居民中每人月均用水量不低于3吨的频率为0.06＋0.04＋0.02＝0.12.根据样本中的频率，可以估计全市30万居民中月均用水量不低于3吨的人数为300000×0.12＝36000.(3)