八年级数学第五章第4节数据的波动北师大版知识精讲.doc

初二数学第五章 第4节 数据的波动北师大版【本讲教育信息】一. 教学内容：数据的波动（5.4）二. 教学目标：1. 了解刻画数据离散程度的三个量度极差、方差和标准差，能借助计算器求出相应的数值，并在具体问题的情境中加以应用2. 通过实例体会用样本估计总体的思想三. 知识要点分析：1. 数据的波动极差是指一组数据中最大数据与最小数据的差方差是各个数据与平均数之差的平方的平均数，即s2=（x1）2（x2）2（x3）2（xn）2其中是x1、x2、x3、xn的平均数，s2是方差，而标准差就是方差的算术平方根2. 一般而言，一组数据的极差、方差或标准差越小，这组数据就越稳定【典型例题】知识点1：计算极差、方差和标准差例1. 一组数据1，0，3，5，x的极差是7，那么x的值可能有（ ）A. 1个B. 2个C. 4个D. 6个题意分析：已知一组数据的极差是7，求这组数据中的一个未知数的值思路分析：根据极差的定义，如果不考虑x，1、0、3、5的极差是6，则x比1、0、3、5这组数据的最大值5大1或比其最小值1小1所以x=6或2解：B解题后的思考：本题主要考查极差定义，求x的值时应注意有两个例2. 计算数据3、4、5、6、7的方差和标准差（精确到0.01）思路分析：根据方差和标准差的计算公式，先求平均数，再求方差，最后求标准差解：=（34567）=5，s2=（35）2（45）2（55）2（65）2（75）2=2这组数据的方差是2s=1.41这组数据的标准差是1.41解题后的思考：本题考查方差和标准差的定义和计算方法例3. 观察与探究：（1）观察下列各组数据并填空A：1、2、3、4、5，=_，=_B：11、12、13、14、15，=_，=_C：10、20、30、40、50，=_，=_D：3、5、7、9、11，=_，=_（2）分别比较A与B，C与D的计算结果，你能发现什么规律？（3）若已知一组数据x1、x2、x3、xn的平均数为，方差为s2，那么另一组数据3x12，3x22，3xn2的平均数为_，方差为_题意分析：本题要求计算四组数据的平均数和方差，总结其中的规律，再利用所得规律解第（3）题思路分析：（1）代入公式计算各组数据的平均数和方差，=（12345）=3，=（13）2（23）2（33）2（43）2（53）2=2；=（1112131415）=13，=（1113）2（1213）2（1313）2（1413）2（1513）2=2；=（1020304050）=30，=（1030）2（2030）2（3030）2（4030）2（5030）2=200；=（357911）=7，=（37）2（57）2（77）2（97）2（117）2=8（2）总结规律时，既要比较原数据的特征，又要比较结果的变化情况A与B比较，B组数据是A组数据都加10得到的，所以=10=13，而方差不变A与C比较，C组数据是A组各数据的10倍，所以=10=30，=102=1022=200A与D比较，D组数据分别是A组各数据的2倍加1，所以=21=231=7，=22=222=8解：（1）观察下列各组数据并填空A：1、2、3、4、5，=3，=2B：11、12、13、14、15，=13，=2C：10、20、30、40、50，=30，=200D：3、5、7、9、11，=7，=8（2）规律：若数据x1、x2、x3、xn的平均数为，方差为s2，则：数据x1m，x2m，xnm的平均数为m，方差为s2；数据nx1、nx2、nxn的平均数为n，方差为n2s2；数据nx1m，nx2m，nxnm的平均数为nm，方差为n2s2（3）32，9s2解题后的思考：本题所得规律可以直接使用小结：本知识点主要是极差、方差和标准差的定义和计算方法，可以借助计算器运算，如果一组数据较大，还可以先选取一个适当的数与这组数据中的每一个数据求差，使原数据变小，再求方差知识点2：极差、方差和标准差的应用例4甲、乙两台机床同时生产一种零件，在5天内，两台机床每天出的次品数分别如下：甲：3、2、1、1、3；乙：2、2、3、3、0计算两台机床数据的方差，并从结果中分析在这5天中哪台机床出的次品数波动较小题意分析：分别计算甲、乙两台机床每天生产次品数的方差，再根据方差大小判断哪台机床出次品数波动小思路分析：先分别计算甲、乙两组数据的平均数，再计算方差解：=（32113）=2，=（22330）=2=（32）2（22）2（12）2（12）2（32）2=；=（22）2（22）2（32）2（32）2（02）2=，甲机床波动较小解题后的思考：数据波动的大小由方差决定，方差越大，波动程度越大例5. 甲、乙两名同学本学期参加的11次考试成绩如下：甲98100100909691899910010093乙9899969495929298969997（1）求两人的平均分及方差；（2）分析他们的成绩各有什么特点；（3）现要从两人中选一人参加比赛，历届比赛成绩表明，平均成绩达98分以上才可能进入决赛，你认为应该选谁参加这次比赛呢？为什么？题意分析：分析他们的成绩应从平均数、众数、中位数、方差等方面进行比较思路分析：分别计算甲、乙两同学11次考试成绩的平均数、众数、中位数、极差、方差等再根据这些量度，分析他们成绩的特点，决定应该选谁参加比赛解：（1）=（981004909691899993）=96；=（982992962949592297）=96；=（9896）2（10096）24（9096）2（9696）2（9196）2（8996）2（9996）2（9396）2=；=（9896）22（9996）22（9696）22（9496）2（9596）2（9296）22（9796）2=（2）甲的极差为10089=11，乙的极差为9992=7，甲的极差较大，而乙的极差较小从方差大小看，乙的成绩波动小，比较稳定；而从众数看，甲的众数是100，乙的众数（最好的一个）是99，从这方面看甲的成绩较好从中位数看，甲的中位数是98，而乙的中位数是96，甲的成绩较好（3）甲的成绩98分以上有6次且其中有4次是100分，而乙的成绩98分以上只有4次，并且没有满分，故应选择甲去参加比赛解题后的思考：方差越小只能代表成绩比较稳定，并不代表成绩越好，对于实际问题要具体情况具体分析例6. 某水果销售公司去年38月销售吐鲁番葡萄、哈密大枣的情况见下表：月份销售量3月4月5月6月7月8月吐鲁番葡萄（吨）48581013哈密大枣（吨）8797107（1）请你根据以上数据填写下表：平均数方差吐鲁番葡萄89哈密大枣（2）补全折线统计图（3）请你从以下两个不同的方面对这两种水果在去年38月份的销售情况进行分析：根据平均数和方差分析；根据折线图上两种水果销售量的趋势分析题意分析：本题除了要求计算平均数和方差，还要把哈密大枣38月的销售数量绘制成折线统计图思路分析：（1）直接计算，（2）描点，连线，（3）分析销量趋势时要从波动情况和折线走势两方面进行分析解：（1）8，（2）如下图所示：（3）由于平均数相同，所以大枣的销售情况相对比较稳定从图上看，葡萄的月销售量呈上升趋势（答案不唯一，合理均可）解题后的思考：本题综合考查了统计知识当中的折线图和平均数、方差的有关知识小结：一般而言，一组数据的极差、方差或标准差越小，这组数据就越稳定；方差和标准差较极差更为精细地刻画了数据的波动状况但这并不是绝对的，有时大多数数据相对集中，整体波动水平较小，但个别数据的偏离仍可能极大地影响极差、方差或标准差的值，从而导致这些量度数值较大因此在实际应用中应根据具体问题情境进行具体分析，选用适当的量度刻画数据的波动状况总结：方差的大小说明两组数据分散和集中的状况，因此常用方差或标准差来比较两组数据的波动大小但应注意，只有当两组数据的平均数相等或比较接近时，才能采用这种比较方法，对平均数不相等又相差较大的情况，就必须另作处理【预习导学案】（命题与定义(6.1-6.2)）一. 预习前知1. 在图中红色的小正方形和白色的小正方形一样大吗？量一量，验证你的结论？2. 在图中的两条直线是否平行？二. 预习导学1. 当a是有理数时，a2一定大于a吗？2. 下列句子中不是命题的是（ ）A. 明天可能会下雨B. 台湾是中国不可分割的一部分C. 直角都相等D. 中国是2008年奥运会的举办国3. 命题由_和_两部分组成，命题常见的书写形式是_4. 证明的一般步骤是：_反思：（1）说一说推理证明的必要性（2）命题、真命题、假命题、公理、定理之间的关系是怎样的？【模拟试题】（答题时间：50分钟）一. 选择题1. 衡量一组数据波动大小的是（ ）A. 平均数B. 众数C. 中位数D. 方差2. 金华火腿闻名遐迩某火腿公司有甲、乙、丙三台切割包装机，同时分别包装质量为500克的火腿心片现从它们分装的火腿心片中各随机抽取10盒，经称量并计算得到质量的方差如下表所示：包装机甲乙丙方差（克2）1.702.297.23你认为包装质量最稳定的切割包装机是（ ）A. 甲B. 乙C. 丙D. 不能确定3. 下列说法中不正确的是（ ）A. 一组数据中的各个数据偏离平均数越大，说明这组数据的波动越大B. 一组数据中的各个数据越接近于平均数，说明这组数据的方差越小C. 甲组的每个数据比乙组的每个数据都大，那么甲组数据的方差大于乙组数据的方差D. 两组数据中方差小的一组波动较小4. 甲、乙、丙、丁四人进行射击测试，每人10次射击成绩的平均数均是9.2环，方差分别为=0.56，=0.60，=0.50，=0.45，则成绩最稳定的是（ ）A. 甲B. 乙C. 丙D. 丁5. 某班抽取6名同学参加体能测试，成绩如下：85，95，85，80，80，85. 下列表述错误的是（ ）A. 众数是85B. 平均数是85C. 中位数是80D. 极差是15*6. 某校八年级（2）班的10名团员在“情系灾区献爱心”捐款活动中，捐款情况如下（单位：元）：10、8、12、15、10、12、11、9、10、13. 则这组数据的（ ）A. 众数是10.5B. 中位数是10C. 平均数是11D. 方差是3.9*7. 今年5月16日我市普降大雨，基本解除了农田旱情. 以下是各县（市、区）的降水量分布情况（单位：mm），这组数据的中位数，众数，极差分别是（ ）县（市、区）城区小店尖草坪娄烦阳曲清徐古交降水量2829.431.92728.834.129.4A. 29.4，29.4，2.5B. 29.4，29.4，7.1C. 27，29.4，7D. 28.8，28，2.5*8. 一组数据的方差是s2，将这组数据中每一个数都乘以，则得到一组新数据的方差为（ ）A. s2B. s2C. 9s2D. s2二. 填空题1. 给出一组数据：23，22，25，23，27，25，23，则这组数据的中位数是_；方差是（精确到0.1）_。2. 小明和小红练习射击，第一轮10枪打完后两人的成绩如下图所示，一般新手的成绩不太稳定，小明和小红两人中有一人是新手，估计两人中新手是_。3. “五一”期间，我市某街道办事处举行了“迎全运，促和谐”中青年篮球友谊赛. 获得男子篮球冠军球队的五名主力队员的身高如下表：（单位：厘米）号码4791023身高178180182181179则该队主力队员身高的方差是_厘米2。4. 某农科院为了选出适合某地种植的甜玉米种子，对甲、乙两个品种的甜玉米各用10块试验田进行试验，得到这两个品种甜玉米每公顷产量的两组数据（如图所示）。根据图中的信息，可知在试验田中，_种甜玉米的产量比较稳定。三. 解答题 1. 某工厂从生产的某种产品中抽取12件，测得其质量分别为（单位：g）：1197、1198、1206、1202、1203、1200、1203、1200、1208、1204、1202、1201。求此样本的平均数和标准差。2. 下列是两种股票在2009年某周的交易日收盘价格（单位：元），分别计算它们一周来收盘价格的方差、极差（结果保留两位小数）星期一星期二星期三星期四星期五甲股票11.6211.5111.9411.1711.01乙股票18.5018.5018.5018.5018.50*3. 经市场调查，某种优质西瓜质量为（50.25）kg的最为畅销. 为了控制西瓜的质量，农科所采用A、B两种种植技术进行试验。现从用这两种技术种植的西瓜中各随机抽取20个，记录它们的质量如下（单位：kg）：A：4.14.85.44.94.75.04.94.85.85.25.04.85.24.95.25.04.85.25.15.0B：4.54.94.84.55.25.15.04.54.74.95.45.54.65.34.85.05.25.35.05.3（1）若质量为（50.25）kg的为优等品，根据以上信息完成下表：优等品数量（个）平均数方差A4.9900.103B4.9750.093（2）请分别从优等品数量、平均数与方差三方面对A、B两种技术作出评价；从市场销售的角度看，你认为推广哪种种植技术较好？*4. 美国NBA职业篮球赛的火箭队和湖人队在本赛季已进行了5场比寒。将比赛成绩进行统计后，绘制成统计图（如图1）。请完成以下四个问题：（1）在图2中画出折线以表示两队这5场比赛成绩的变化情况；（2）已知火箭队5场比赛的平均得分=90，请你计算湖人队5场比赛成绩的平均得分；（3）根据这5场比赛，分别计算两队成绩的极差；（4）根据上述统计情况，试从平均得分、折线的走势、获胜场次和极差四个方面分别进行简要分析，请预测下一场比赛哪个队更能取得好成绩？【试题答案】一. 选择题1. D 2. A 3. C 4. D 5. C 6. C【将这组数据从小到大排列是8、9、10、10、10、11、12、12、13、15，众数是10，中位数是=10.5，平均数是11，方差是3.8】7. B【这组数据从小到大排