高中数学必修三北师大版-估计总体的数字特征-课件-参考.ppt
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1、5.2 估计总体的数字特征 1.1.会用样本平均数,标准差估计总体的数字特征会用样本平均数,标准差估计总体的数字特征.2.2.体会样本数字特征的随机性和对实际问题的应用体会样本数字特征的随机性和对实际问题的应用.1.1.样本平均数和标准差样本平均数和标准差12nxxxn22212nxxxxxxn()()()2.2.样本数字特征的随机性和稳定性样本数字特征的随机性和稳定性样本平均数和样本标准差可分别用来估计总体的样本平均数和样本标准差可分别用来估计总体的_和和_,如果抽样的方法比较合理如果抽样的方法比较合理,那么样本可以反映那么样本可以反映_,尽管不同样本来自同一个总体,由于样本不同,从样本尽管
2、不同样本来自同一个总体,由于样本不同,从样本中所得到的有关总体的估计可能互不相同中所得到的有关总体的估计可能互不相同,这一现象是由抽样这一现象是由抽样的的_引起的引起的,但这种关于总体的估计是合理的但这种关于总体的估计是合理的.当当_很大时很大时,样本数据确实反映了总体的信息样本数据确实反映了总体的信息.平均数平均数标准差标准差总体的总体的信息信息随机性随机性样本量样本量【轻松判断轻松判断】(1)(1)样本平均数就是总体平均数样本平均数就是总体平均数.().()(2)(2)同一组数据,样本不同,估计的总体的平均数就可能不同一组数据,样本不同,估计的总体的平均数就可能不同同 ()()(3)(3)
3、样本容量越大,估计得越精确样本容量越大,估计得越精确.().()提示:提示:(1)(1)此种说法错误此种说法错误.可以用样本平均数去估计总体平均数可以用样本平均数去估计总体平均数.(2)(2)此种说法正确此种说法正确.样本不同,数据就有可能不相同,估计的总样本不同,数据就有可能不相同,估计的总体平均数就可能不同体平均数就可能不同.(3)(3)此种说法正确此种说法正确.当样本容量越大时,数据越精确,估计越精当样本容量越大时,数据越精确,估计越精确确.答案:答案:(1)(1)(2)(3)(2)(3)主题一主题一 众数、中位数、平均数众数、中位数、平均数根据下图回答下列问题:根据下图回答下列问题:1
4、.1.如何用样本频率分布直方图估计样本的众数、中位数和平均如何用样本频率分布直方图估计样本的众数、中位数和平均数?数?提示:提示:(1)(1)众数的估计值为频率分布直方图中最高矩形底边的众数的估计值为频率分布直方图中最高矩形底边的中点;中点;(2)(2)中位数两边的直方图的面积相等,在样本中中位数两边的直方图的面积相等,在样本中,有有50%50%的个体的个体大于或等于中位数;大于或等于中位数;(3)(3)平均数的估计值等于频率分布直方图中每个小矩形的面积平均数的估计值等于频率分布直方图中每个小矩形的面积乘以小矩形底边中点的横坐标之积的和乘以小矩形底边中点的横坐标之积的和.平均数是直方图的平平均
5、数是直方图的平衡点,是频率分布直方图的衡点,是频率分布直方图的“重心重心”.2.2.频率分布直方图得到的中位数估计值与样本的实际中位数值频率分布直方图得到的中位数估计值与样本的实际中位数值相等吗?相等吗?提示:提示:由于样本数据的频率分布直方图只是直观地表明分布的由于样本数据的频率分布直方图只是直观地表明分布的形状形状,但是从直方图本身得不出原始的数据内容但是从直方图本身得不出原始的数据内容,所以由频率分所以由频率分布直方图得到的中位数估计值往往与样本的实际中位数值不一布直方图得到的中位数估计值往往与样本的实际中位数值不一致致.【知识拓展知识拓展】用样本的数字特征估计总体的数字特征用样本的数字
6、特征估计总体的数字特征(1)(1)用样本的数字特征估计总体的数字特征,是指用样本的众用样本的数字特征估计总体的数字特征,是指用样本的众数、中位数、平均数和标准差等统计数据,估计总体相应的统数、中位数、平均数和标准差等统计数据,估计总体相应的统计数据计数据.平均数对数据有平均数对数据有“取齐取齐”的作用,代表一组数据的平的作用,代表一组数据的平均水平均水平.(2)(2)标准差描述一组数据围绕平均数波动的幅度标准差描述一组数据围绕平均数波动的幅度.在实际应用中,在实际应用中,我们常综合样本的多个统计数据,对总体进行估计,为解决问我们常综合样本的多个统计数据,对总体进行估计,为解决问题作出决策题作出
7、决策.【特别提醒特别提醒】关于样本平均数的三点说明关于样本平均数的三点说明(1)(1)刻画数据集种趋势最常用的量刻画数据集种趋势最常用的量平均数平均数.(2)(2)平均数在数据中的计算公式:平均数在数据中的计算公式:(3)(3)平均数在直方图中的计算方法是:每个小矩形的面积乘以平均数在直方图中的计算方法是:每个小矩形的面积乘以小矩形底边中点的横坐标之积的和小矩形底边中点的横坐标之积的和.12nxxxx.n1.(20121.(2012南康高一检测南康高一检测)频率分布直方图中最高小矩形的中间频率分布直方图中最高小矩形的中间位置所对数据的数字特征是位置所对数据的数字特征是()()(A)(A)中位数
8、中位数 (B)(B)众数众数 (C)(C)平均数平均数 (D)(D)标准差标准差2.2.小明家六月初连续小明家六月初连续8 8天同一时刻电表显示的度数如表所示:天同一时刻电表显示的度数如表所示:根据上表,估算小明家六月份根据上表,估算小明家六月份(30(30天天)的总用电量的总用电量.日期日期1 12 23 34 45 56 67 78 8电表电表显示显示117117120120124124129129135135138138142142145145【解题指南解题指南】1.1.可根据频率分布直方图的纵轴意义来考虑可根据频率分布直方图的纵轴意义来考虑.2.2.利用这利用这7 7天的用电量估计小明
9、家六月份的用电量,可先求出天的用电量估计小明家六月份的用电量,可先求出这这7 7天的平均用电量,近似地看作是这一个月用电量的平均值,天的平均用电量,近似地看作是这一个月用电量的平均值,便可以估计六月份的用电量便可以估计六月份的用电量.【解析解析】1.1.选选B.B.由频率分布直方图的特征知由频率分布直方图的特征知.2.2.小明家六月份小明家六月份(30(30天天)的总用电量估计为的总用电量估计为 3030120(120(度度).).145 1177【变式训练变式训练】如图是某班学生在一次数学考试中的成绩的频率如图是某班学生在一次数学考试中的成绩的频率分布直方图根据直方图估计其成绩:分布直方图根
10、据直方图估计其成绩:(1)(1)众数是众数是_;(2)(2)中位数是中位数是_;(3)(3)平均数是平均数是_【解析解析】(1)(1)由频率分布直方图可知,其众数为由频率分布直方图可知,其众数为 75(75(分分)(2)(2)设中位数为设中位数为x x,由图知由图知0.010.0110100.020.021010(x(x70)70)0.030.030.50.5,x x (分分)(3)(3)平均数为平均数为(55(550.010.0165650.020.0275750.030.0385850.0250.02595950.015)0.015)101076.5(76.5(分分)答案:答案:75 76
11、.575 76.570 80223032303【规律总结规律总结】样本的数字特征的两点注意样本的数字特征的两点注意(1)(1)一组数据中的众数可能不止一个,众数是一组数据中出现一组数据中的众数可能不止一个,众数是一组数据中出现的次数最多的数据,一组数据的中位数是唯一的的次数最多的数据,一组数据的中位数是唯一的(2)(2)利用直方图求得的众数、中位数、平均数均为近似值,往利用直方图求得的众数、中位数、平均数均为近似值,往往与实际数据不一致,但它们能粗略估计其众数、中位数和平往与实际数据不一致,但它们能粗略估计其众数、中位数和平均数均数 主题二主题二 用样本标准差估计总体用样本标准差估计总体 样本
12、标准差样本标准差 估计总体标准差估计总体标准差 应用应用1.1.样本标准差的意义是什么?样本标准差的意义是什么?提示:提示:反映了样本数据的离散程度反映了样本数据的离散程度.2.2.如何求得总体的平均数与标准差呢?如何求得总体的平均数与标准差呢?提示:提示:通常的做法是用样本的平均数与标准差去估计总体的平通常的做法是用样本的平均数与标准差去估计总体的平均数与标准差,这与前面用样本的频率分布来近似地代替总体均数与标准差,这与前面用样本的频率分布来近似地代替总体的分布类似,只要样本的代表性好,这样做就是合理的,也是的分布类似,只要样本的代表性好,这样做就是合理的,也是可以接受的可以接受的.【特别提
13、醒特别提醒】关于总体标准差的两点说明关于总体标准差的两点说明(1)(1)一般把样本标准差的值近似地看作总体标准差一般把样本标准差的值近似地看作总体标准差.(2)s0(2)s0,当,当s=0s=0时,意味着样本数据都等于样本平均数,即该时,意味着样本数据都等于样本平均数,即该组样本中各数据相等组样本中各数据相等.1.1.现有同一型号的汽车现有同一型号的汽车5050辆,为了了解这种汽车每耗油辆,为了了解这种汽车每耗油1 L1 L所所行路程的情况,要从中抽出行路程的情况,要从中抽出5 5辆汽车做在同一条件下进行耗油辆汽车做在同一条件下进行耗油1 L1 L所行路程的试验,得到如下数据所行路程的试验,得
14、到如下数据(单位:单位:km)11,15,9,12,km)11,15,9,12,13.13.则样本标准差是则样本标准差是()()(A)20 (B)12 (C)4 (D)2(A)20 (B)12 (C)4 (D)22.2.某种织物抗断强力为某种织物抗断强力为(单位:千克单位:千克):29.629.6,20.720.7,30.830.8,30.830.8,24.624.6,20.320.3,25.625.6,24.824.8,24.424.4,23.1.23.1.采用新工艺后,测得抗断强力为采用新工艺后,测得抗断强力为(单位:千克单位:千克):23.023.0,23.023.0,29.029.0,
15、28.628.6,30.230.2,24.424.4,24.224.2,23.323.3,30.230.2,28.6.28.6.试分别求出样本平均数及标准差,并讨论采用新工艺后质量是试分别求出样本平均数及标准差,并讨论采用新工艺后质量是否有提高否有提高.【解题指南解题指南】1.1.可根据标准差的计算公式求解可根据标准差的计算公式求解.2.2.生产质量可以从总体的平均数与标准差两个角度来衡量,但生产质量可以从总体的平均数与标准差两个角度来衡量,但两个总体的平均数与标准差都是不知道的,我们就用样本的平两个总体的平均数与标准差都是不知道的,我们就用样本的平均数与标准差估计总体的平均数与标准差均数与标
16、准差估计总体的平均数与标准差.【解析解析】1.1.选选D.D.由题意知,样本平均数是由题意知,样本平均数是 (11(1115159 9121213)13)1212,因此样本方差是,因此样本方差是 (11(1112)12)2 2(15(1512)12)2 2(9(912)12)2 2(12(1212)12)2 2(13(1312)12)2 2 4 4,标准差,标准差s=2s=2,故选,故选D.D.15152.2.利用利用 (x (x1 1+x+x2 2+x+xn n),(x (x1 1-)-)2 2+(x+(x2 2-)-)2 2+(x+(xn n-)2 2 可知,采用旧工艺时,可知,采用旧工艺
17、时,=25.47=25.47,s s1 1=3.62.=3.62.采用新工艺后,采用新工艺后,=26.45=26.45,s s2 2=2.95.=2.95.从平均数及标准差可知采用新工艺后,此种织物的抗断强力从平均数及标准差可知采用新工艺后,此种织物的抗断强力有所提高有所提高.1xn21sn1x2xxxx【变式训练变式训练】(2012(2012南昌高一检测南昌高一检测)一组数据由小到大依次为一组数据由小到大依次为2 2,2 2,a,b,12,20.a,b,12,20.已知这组数据的中位数为已知这组数据的中位数为6 6,若要其标准差,若要其标准差最小,则最小,则a,ba,b的值分别为的值分别为(
18、)()(A)3(A)3,9 (B)49 (B)4,8 (C)58 (C)5,7 (D)67 (D)6,6 6【解析解析】选选D.=6,a=12-bD.=6,a=12-b,(2+2+a+b+12+20)=8(2+2+a+b+12+20)=8又又s s2 2=(2-8)(2-8)2 2+(2-8)+(2-8)2 2+(a-8)+(a-8)2 2+(b-8)+(b-8)2 2+(12-8)+(12-8)2 2+(20-8)+(20-8)2 2=36362+(4-b)2+(4-b)2 2+(b-8)+(b-8)2 2+16+144+16+144=72+2(b-6)72+2(b-6)2 2+8+16+1
19、44+8+16+144要使标准差最小,即为要使标准差最小,即为s s2 2最小,最小,b=6b=6,此时,此时a=6.a=6.ab21x6161616【规律总结规律总结】方差与标准差的关系的应用方差与标准差的关系的应用从数学的角度考虑,人们有时用标准差的平方从数学的角度考虑,人们有时用标准差的平方s s2 2方差来代方差来代替标准差,作为测量样本数据离散程度的工具替标准差,作为测量样本数据离散程度的工具,其中其中显然,在刻画样本数据的离散程度上,方差与标准差是一样的显然,在刻画样本数据的离散程度上,方差与标准差是一样的.但在解决实际问题时,一般多采用标准差但在解决实际问题时,一般多采用标准差.
20、222212n1sxxxxxx.n主题三主题三 样本数字特征的综合运用样本数字特征的综合运用估计总体估计总体应用应用样本平均数样本平均数样本标准差样本标准差【探究主线探究主线】1.1.样本容量越大越好,在随机抽样时,一定要选择大的样本容样本容量越大越好,在随机抽样时,一定要选择大的样本容量吗?量吗?提示:提示:不一定不一定.当样本容量很大时,样本数据确实反映了总体当样本容量很大时,样本数据确实反映了总体的信息,但选择样本容量的大小,视实际情况不同而不同,只的信息,但选择样本容量的大小,视实际情况不同而不同,只要保证选择的样本有代表性,就可以用来估计总体,且这种估要保证选择的样本有代表性,就可以
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