新教材2023-2024学年高中数学第5章统计与概率5.1统计5.1.2数据的数字特征课件新人教B版必修第二册

第五章5.1.2数据的数字特征基础落实·必备知识全过关重难探究·能力素养全提升目录索引

成果验收·课堂达标检测课程标准1.会求样本的最值、平均数、中位数、百分位数及众数.2.会求样本的极差、方差与标准差.3.通过应用相关知识解决实际统计问题,培养数学建模能力.基础落实·必备知识全过关知识点1

最值一组数据的最值指的是其中的

,最值反映的是这组数最极端的情况.一般地,最大值用max表示,最小值用min表示.

最大值与最小值

过关自诊某个比赛的计分规则为:当评委亮分后,其成绩先去掉一个最高分,再去掉一个最低分,然后计算剩下分数的平均值.这是为了(

)A.减少计算量

B.避免故障C.剔除异常值 D.活跃赛场气氛C解析

因为在该比赛的评分中使用的是平均分,记分过程中采用“去掉一个最高分,去掉一个最低分”的方法,就是为了防止个别裁判的人为因素给出过高或过低的分数对选手的得分造成较大的影响,从而降低误差,尽量公平.知识点2

平均数1.如果给定的一组数是x1,x2,…,xn,则这组数的平均数为

.

这一公式可以简记为2.求和符号∑具有如下性质:3.如果x1,x2,…,xn的平均数为,且a,b为常数,则ax1+b,ax2+b,…,axn+b的平均数为

.

名师点睛平均数的特征平均数对数据有“取齐”的作用,代表该组数据的平均水平,任何一个数据的改变都会引起平均数的变化,尤其是一组数据中的最大值和最小值.过关自诊一组数据x1,x2,…,xn的平均数为3,则2x1,2x2,…,2xn的平均数为(

)

A.3 B.6 C.5 D.2B知识点3

中位数、百分位数1.中位数:一般地,有时也可以借助中位数来表示一组数的中心位置.如果一组数有奇数个数,且按照从小到大排列后为x1,x2,…,x2n+1,则称

为这组数的中位数;如果一组数有偶数个数,且按照从小到大排列后为x1,x2,…,x2n,则称

为这组数的中位数.

2.百分位数:一般地,当数据个数较多时,可以借助多个百分位数来了解数据的分布特点.一组数的p%(p∈(0,100))分位数指的是满足下列条件的一个数值:至少有p%的数据不大于该值,且至少有(100-p)%的数据不小于该值.直观来说,一组数的p%分位数指的是,将这组数按照从小到大的顺序排列后,处于p%位置的数.xn+1名师点睛1.中位数就是一个50%分位数.2.按照定义可知,p%分位数可能不唯一.3.实际应用中,除了中位数外,经常使用的是25%分位数(简称为第一四分位数)与75%分位数(简称为第三四分位数).过关自诊1.[2023辽宁大连高一]某读书会有5名成员,寒假期间他们每个人阅读的本数分别如下:3,5,4,2,1,则这组数据的60%分位数为(

)

A.3 B.3.5 C.4 D.4.5B解析

由题意,这组数从小到大排列顺序为1,2,3,4,5,且5×60%=3,可得这组数据的60%分位数为从小到大排列的第3个数和第4个数的平均数,为

=3.5.故选B.2.某班8名学生的体重(单位:kg)分别是:42,48,40,47,43,58,47,45,则这组数据的最大值是

,中位数是

,25%分位数是

.

584642.5解析

将所给数据按从小到大的顺序排列是40,42,43,45,47,47,48,58.这组数据的最大值是58.因为这组数据共8个,处于中间位置的是第4个数和第5个数,故这组数据的中位数是因为8×25%=2,所以这组数据的25%分位数是知识点4

众数一组数据中,某个数据出现的次数称为这个数据的频数,

称为这组数据的众数.

过关自诊一组数据8,-1,0,4,,4,3的众数是

.

出现次数最多的数据

4知识点5

极差、方差与标准差1.极差:一组数的极差指的是这组数的

所得的差.

2.方差:如果x1,x2,x3,…,xn的平均数为,则方差可用求和符号表示为s2=

.

3.标准差:方差的算术平方根称为标准差.4.方差的性质:已知x1,x2,x3,…,xn的方差为s2,如果a,b是常数,则ax1+b,ax2+b,…,axn+b的方差为

.

最大值减去最小值

a2s2名师点睛应用标准差及方差的注意点(1)标准差、方差描述了一组数据围绕平均数波动的大小.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.(2)标准差、方差的取值范围为[0,+∞).

标准差、方差为0时,样本各数据都相等,表明数据没有波动幅度,数据没有离散性.(3)因为方差与原始数据的单位不同,且平方后可能夸大了偏差的程度,所以虽然方差与标准差在刻画样本数据的离散程度上是一样的,但在解决实际问题时,一般采用标准差.过关自诊某学员在一次射击测试中射靶10次,命中环数如下:7,8,7,9,5,4,9,10,7,4.则:(1)命中环数的平均数为

;

(2)命中环数的标准差为

.

72重难探究·能力素养全提升探究点一求最值、平均数、众数【例1】

某公司员工的月工资情况如表所示:月工资/元10

0008

0006

0005

000员工/人1258月工资/元400030001500员工/人20122(1)该公司员工月工资的最值、平均数和众数分别是多少?(2)你认为用员工月工资的最值、平均数和众数中的哪个数来代表该公司员工的月工资更合理?解

(1)该公司员工月工资的最大值为10

000元,最小值为1

500元,众数为4

000元.平均数为

×(10

000×1+8

000×2+6

000×5+5

000×8+4

000×20+3

000×12+1

500×2)=4

300(元),(2)用众数,因为最大值为10

000元有且只有一个,最小值1

500元有且只有两个,无法代表该公司员工的月工资,平均数受到最大值的影响,也无法代表该公司员工的月工资,每月拿4

000元的员工最多,众数代表该公司员工的月工资最合理.规律方法

1.最值和众数的求法在样本数据中出现次数最多的数据即众数,最大的数是最大值,最小的数是最小值.2.求平均数的步骤(1)求和:数据x1,x2,…,xn的和为x1+x2+…+xn.(2)求平均数:和除以数据的个数n,即x1,x2,…,xn的平均数为

(x1+x2+…+xn).变式训练1某校在一次考试中,甲、乙两班学生的数学成绩(均为整数)统计如下:数学成绩/分5060708090100人数甲班161211155乙班351531311请用平均数与众数评估这两个班的数学成绩.解

甲班数学成绩的平均数为

×(50×1+60×6+70×12+80×11+90×15+100×5)=79.6(分),乙班数学成绩的平均数为

×(50×3+60×5+70×15+80×3+90×13+100×11)=80.2(分),从平均数看成绩较好的是乙班;甲班众数为90分,乙班众数为70分,从众数看成绩较好的是甲班.探究点二求中位数、百分位数【例2】

(1)[2023北京顺义高一]以下数据为参加数学竞赛决赛的15人的成绩:78,70,72,86,88,79,80,81,94,84,56,98,83,90,91,则这15人成绩的80%分位数是(

)A.90 B.90. 5 C.91 D.91.5B解析

把成绩按从小到大的顺序排列为56,70,72,78,79,80,81,83,84,86,88,90,91,94,98,因为15×80%=12,所以这15人成绩的80%分位数是

=90.5.故选B.(2)已知一组数据8,6,4,7,11,6,8,9,10,5,则该组数据的中位数是

.

7.5解析已知数据从小到大排列为4,5,6,6,7,8,8,9,10,11,共10个数,所以中位数是变式探究在本例(1)中,求90%分位数.解

把成绩按从小到大的顺序排列为56,70,72,78,79,80,81,83,84,86,88,90,91,94,98,因为15×90%=14.5,所以这15人成绩的90%分位数是98.规律方法

1.求中位数的一般步骤(1)把数据按从小到大的顺序排列.(2)找出排列后位于中间位置的数据,即中位数.若中间位置有两个数据,则求出这两个数据的平均数作为中位数.2.求百分位数的一般步骤(1)排序:按照从小到大的顺序排列:x1,x2,…,xn.(2)计算:求i=np%的值.(3)求值:分类p%分位数i不是整数i是整数探究点三极差、方差与标准差的计算和应用【例3】

(1)若数据a1,a2,a3,a4的方差为3,则数据2a1+1,2a2+1,2a3+1,2a4+1的方差是(

)A.6 B.8 C.10

D.12D解析

因为数据a1,a2,a3,a4的方差s2=3,所以数据2a1+1,2a2+1,2a3+1,2a4+1的方差是22·s2=22×3=12.(2)[2023上海高一专题练习]已知某样本容量为50,平均数为70,方差为75.现发现在收集这些数据时,其中的两个数据记录有误,一个错将80记录为60,另一个错将70记录为90.在对错误的数据进行更正后,重新求得样本的平均数为,方差为s2,则(

)A(3)甲、乙两种水稻试验品种连续5年的平均单位面积产量(单位:吨/公顷)如下:品种第1年第2年第3年第4年第5年甲9.89.910.11010.2乙9.410.310.89.79.8则甲、乙两种水稻产量的极差分别为

、

.

0.4

1.4

解析

甲种水稻产量的极差为10.2-9.8=0.4.乙种水稻产量的极差为10.8-9.4=1.4.【例4】

某厂准备在甲、乙两位工人中选派一名工人参加省活动技能大赛,为此安排甲、乙两位工人在厂实习基地现场进行加工直径为30mm的零件测试,两人各加工10个零件,甲、乙两人加工这10个零件的数据(单位:mm)如下表所示:编号12345甲30.030.030.029.930.0乙30.229.830.230.229.8编号678910甲30.029.929.930.130.2乙29.830.129.930.030.0(1)若只考虑平均数与完全符合要求的个数,你认为谁的成绩更好?(2)计算甲、乙两个人的方差,结合平均数与方差,你认为谁的成绩更好?规律方法

标准差(方差)的两个作用(1)判断数据的离散程度.标准差(方差)较大,说明数据的离散程度较大;标准差(方差)较小,说明数据的离散程度较小.(2)在实际应用中,常常把平均数与方差或标准差结合起来进行决策.在平均值相等的情况下,比较方差或标准差来确定稳定性.变式训练2[2023河北衡水高一期末]有两名射击运动员在一次射击测试中各射靶7次,每次命中的环数如下:甲

6

9

7

8

8

5

6乙

a

3

9

8

9

6

4经计算可得甲、乙两名射击运动员的平均成绩是一样的.(1)求实数a的值.(2)请通过计算,判断甲、乙两名射击运动员哪一位的成绩更稳定?成果验收·课堂达标检测12341.