高中数学 第七课时 1.5数据的数字特征教案 北师大版必修3
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1.4 数据的数字特征【教材版本】北师大版【教材分析】本节课的教学内容是高中数学《数学3》第一章§4数据的数字特征,教学课时为1课时.数据的信息除用统计图、统计表整理和分析之外,还可以用一些统计量来描述,也就是将多个数值转化为一个数值,使这个数值能够反映这组数据的某些重要的特征,这个数值就被称为数据的数字特征.在初中阶段,学生已经学习了反映数据集中程度的数字特征:平均数、中位数、众数;也学习了反映数据离散程度的数字特征:极差、方差,并简单提及标准差.本节课首先在学生已有的认知基础上,让学生在实际问题中复习上述统计量的概念,明确其计算方法.其次着重通过实例让学生理解数据标准差的意义和作用,学会计算数据的标准差,提高学生的运算能力.使学生理解不同数字特征所表达的意义,能够根据问题需要选择适当的数字特征来表达数据的信息.从而体会数学语言应用的多样性、简洁性,体会数学语言在实际生活中的应用.上节课学生从“形”上反映数据信息,本节课从“量”上反映数据信息的数字特征,锻炼了学生有意识地从“形”与“量”两个方面挖掘数据信息的能力,而且为后续学习用样本的基本数字特征来刻画反映总体的数字特征、从样本数据推断总体信息打下坚实的基础.【学情分析】对于学生而言,平均数、中位数、众数以及极差、方差等概念早已植根于学生已有的认知结构.学生在初中八年级上下学期陆续学习了上述的概念,不仅可以用笔计算一些给定数据的上述统计量,而且学生对于借助计算机、计算器等工具计算平均数、方差等一些统计量有了一定的学习和了解.但是学生在数字特征的掌握上还存在着一些问题:一方面在这些数字特征的意义掌握上还存在着一些问题.在上述数字特征的把握上精力分配上容易流于计算,不能真正地理解和明确不同数字特征所反映的数据的信息.另一方面,对于标准差的学习有待进一步深化.此节课的学习将在教师问题情境的精心选择上,通过实际题目的的计算和问题回答通过激发学生自主探究,积极思考,交流合作,配合教师的适时总结,不断完善学生对于不同数字特征概念以及意义的认识和理解,进而培养和锻炼能在具体的数据面前选用合适的数字特征来刻画数据的信息能力.提高学生合理应用数学语言表达统计相关问题,揭示其内部关系的能力.【教学目标】1.知识与技能(1)明确平均数、中位数、众数,极差、方差的概念和计算方法.掌握标准差的概念和计算方法.学会合理应用相关符号语言表示数据信息和特征,体会数字特征就是一种数学语言.(2)能够理解不同数字特征所表达的意义,能够根据问题需要选择适当的数字特征来表达数据的信息.能够准确合理地应用数学语言表示统计的数字特征.2.过程与方法教师通过选择具有代表性的例子,引导学生回顾和思考已学的数字特征的知识,在解决具体问题的基础上,引导学生通过合作交流探究给定的问题,自我总结各个数字特征的计算方法和所表达的数据的意义.搭配学生积极地思考,辅助教师的及时指导归纳,可以使学生主动地整理、完善和优化自身的关于数字特征的认知结构.体会对数学语言的合理应用,为后续的学习打下坚实的基础.3.情感、态度与价值观在教学过程中让学生经历从数据中提取信息,进行估计,做出推断的全过程.体会用数字特征来描述纷繁的数据的统计学意义.培养学生用数据说话的理性精神,选用合理数学语言准确地挖掘和解释数据信息的能力.教学过程中,通过学生主动思考和回答问题的方式,培养自我总结能力,合作交流的意识和能力,以及准确使用数学语言的能力.【重点难点】本节课的教学重点是数、中位数、众数、极差、方差、标准差的计算、意义和作用.本节课的教学难点是运用数据的数字特征表达数据的信息,能够通过问题的实际需要,选择合适的数字特征表达数据的信息进而解决问题.【教学过程】1.导入新课上两节课我们学习了用统计图表来整理和分析数据,今天我们将利用给定的数据计算一些“量”(统计量)来挖掘数据的信息,它们可以反映数据的集中程度或者离散状况.因为这些量能够反映数据的特点,我们把它们也叫做数据的数字特征.除过大家比较熟悉的那五种之外,我们今天还会学习到刻画数据离散程度较好的另一个数字特征—“标准差”.我们这节课的主要目标不光是要会计算这些“量”,更重要的是能够理解不同数字特征所表达的意义,能够根据问题需要选择适当的数字特征来表达数据的信息(出示课题)2.提出问题,温故求新2.1问题引入教师展现课件题目,以分析和评价考试成绩来激发学生的认知需要,然后在此基础上回忆复习数据的数字特征的概念、计算方法和意义.学生以小组讨论的形式思考交流.每次考完试后各科老师都要对班里学生的成绩进行分析,从中分析学生学习的情况,并与同级的其他班级作比较,进而为后续的教学提供指导.面对貌似杂乱的数据,我们运用所学的数字特征的知识能够让这些数据告诉我们什么有用的信息呢?回忆总结数据数字特征的计算方法和表达的意义,学生发言,教师总结.2.2 复习旧知平均数:一组数据的和与这组数据的个数的商称为这组数据的平均数.数据12,n x x x ⋅⋅⋅的平均数为121()n x nx x x =++⋅⋅⋅+ .平均数对数据有“取齐”的作用,代表该组数据的平均水平.中位数:一组数据按从小到大的顺序排成一列,处于中间位置的数称为这组数据的中位数.一组数据的中位数是唯一的,反映了数据的集中趋势.众数:一组数据中出现次数最多的数称为这组数据的众数.一组数据中的众数可能不止一个,也可能没有,反映了数据的集中趋势.极差:一组数据的最大值与最小值的差称为这组数据的极差,表示该组数据之间的差异情况.方差:方差是样本数据到平均数的平均距离,一般用s 2表示,通常用公式2222121[()()()]n s x x x x x x n=-+-+⋅⋅⋅+-来计算.反映了数据的离散程度.方差越大,数据的离散程度越大.方差越小数据的离散程度越小.标准差:标准差等于方差的正的平方根,即s =据围绕平均数的波动程度的大小.3. 深化认知例1 某公司员工的月工资情况如表所示:(1)分别计算该公司员工月工资的平均数、中位数、和众数.(2)假设个别人的工资从8 000元提升到20 000元,从5000元提升到10 000元,那么新的平均数、中位数、众数又是多少?(3)公司经理会选取上面哪个数来代表该公司员工的月工资情况?税务官呢?工会领导呢?解:(1)经计算可以得出:该公司员工月工资的平均数为1373元,中位数为800元,众数为700元.(2)经计算可以得出:该公司员工月工资的平均数为1740元,中位数为800元,众数为700元.(3)公司经理为了显示本公司员工的收入高,采用平均数;而税务官希望取中位数,以便知道目前的所得税率对该公司的多数员工是否有利;工会领导则主张用众数,因为每月拿700元的员工最多.说明:问题(3)的回答不仅要能选对数字特征,还要引导学生反思为什么?知其然更要知其所以然.小组讨论后,由小组代表给出解释.最后由教师总结.对于学生来说,计算数值、以及数字的选取都不会有太大的障碍,主要问题在于学生的回答是否完整、准确,这是学生常犯的错误,故在这里老师要给出完整答案,作出示范.点评:平均数是将所有的数据都考虑进去得到的度量,它是反映数据平均水平最常用的统计量;对于非对称的数据集,中位数更实际地描述了数据的中心,中位数不受少数几个极端数据(即排序靠前或靠后的数据)的影响,在存在一些错误数据时,应该利用抗极端性很强的中位数来表示数据的中心值;众数通常用来表示分类变量的中心值.例2在上一节中,从甲、乙两个城市随机抽取的16台自动售货机的销售额可以用茎叶图表示,如图(1)甲乙两组数据的中位数、众数、极差分别是多少?(2)你能从图中分别比较甲乙两组数据平均数和方差的大小吗?说明:引导学生思考如何通过统计图表来获取数据数字特征;以及进一步引导学生反思统计图表和数据数字特征在整理和分析数据信息过程中的不同作用,并且能够根据具体问题有意识地运用这两种工具,即相应的数学语言去刻画和分析数据的信息.例3 甲、乙两台机床同时生产直径是40mm 的零件.为了检验产品质量,从两台机床生产的产品中各抽取10件进行测量,结果如下表所示(1)你能选择适当的数分别表示这两组数据的离散程度吗?(2)分别计算上面从甲、乙两台机床抽取的10件产品直径的标准差解:(1)参见课本27页.(2)经计算可以得出:==40mm x x 甲乙(),.=0161mm s 甲(),.=0077mm s 乙(). 说明:1.充分调动学生的能动性,发挥想象力,体会比较不同的表示方法.以不同方式表示数据的离散程度,选择方法和计算的过程就是应用数学语言来表示相应特征,这是对数学语言的总结和升华.2.体会刻画数据离散程度的三个原则:(1)应充分利用所得到的数据,以便提供更确切的信息;(2)仅用一个数值来刻画数据的离散程度;(3)对于不同的数据集,当离散程度大时,该数值亦大.3.标准差等于方差的正的平方根,即s 平均数的波动程度的大小.方差的单位是原始测量数据单位的平方,对数据中的极值较为敏感,标准差的单位与原始测量数据单位相同,可以减弱极值的影响.标准差更好的体现了数学语言在实际生活方面的联系,体现了数学语言的多个特征.4 巩固练习1、下面是一家快餐店的所有工作人员(共7人)一周的工资表:(1)计算所有人员一周的平均工资.(2)计算出的平均工资能反映所有工作人员这个周收入的一般水平吗?(3)去掉总经理的工资后,再计算剩余人员的平均工资,这能代表一般工作人员的收入水平吗?解:(1)所有人员一周的平均工资:750元.(2)计算出的平均工资不能反映所有工作人员这个周收入的一般水平.(3)去掉总经理的工资后,剩余人员的平均工资是375元,这能代表一般工作人员的收入水平.2、为了考察甲乙两种小麦的长势,分别从中抽取10株苗,测得苗高如下:哪种小麦长得比较整齐?解:因为s 甲=1.90,s 乙=3,97,所以甲种小麦长得比较整齐.5.课堂小结这节课首先带着问题复习了数据的数字特征的计算方法、意义和作用,然后通过不同的数字特征的对比,深化了对于数据数字特征的认识和理解.此节课最主要的目的就是在具体问题情境中理解不同数字特征的作用,能就具体问题选择不同的数字特征提取数据信息.体会数学语言在统计方面的应用.⎧⎨⎩集中趋势:平均数、中位数、众数数据的数字特征离散程度:极差、方差、标准差6.作业: 课本:P31 习题1—4,1、2题.【板书设计】精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。
主备人:张华审核:包科领导:年级主任:使用时间:§4 数据的数字特征【学习目标】1.理解不同数字特征的意义和作用,能根据问题需要选择适当的数字特征来表达数据的信息;2.通过实例分析,结合具体情境理解数据标准差;3.借助信息技术,计算数据的数字特征,培养动手操作实践能力。
【重点难点】重点:平均数、中位数、众数、极差、方差、标准差的意义与作用;难点:根据需要选择数字特征来表达数据的信息。
【使用说明与学法指导】1.预习课本课本25-31页,完成问题导学。
2.用红笔勾画出疑惑点,独立完成导学案并总结归纳。
【问题导学】1.某学习小组在一次数学测验中,得100分的有1人, 95分的有1人,90分的有2人, 85分的有4人,80分和75分的各有1人,则该小组成绩的平均数为,众数为,中位数。
2.在样本数据中,的数据叫众数。
3.将样本数据按大小排列,位于中间的数据叫;如果数据的个数为偶数,则中位数是。
思考:如何求一组数据的平均数、中位数、众数?它们反映了数据的那些特征?4.样本数据中的和的差叫极差。
方差s2= ;标准差s= 。
思考:极差、方差、标准差反映了数据的那些特征?5.已知一个样本的数据是1,3,2,5,x,它的平均数是3,求该样本的标准差。
【合作探究】(1)指出这个问题中的平均数、中位数、众数?(2)在这个问题中,平均数能客观地反映该工厂的工资水平吗?2.某工厂甲、乙两个车间包装同一产品,在自动包装传送带上,每隔30分钟抽一包产品,称其重量是否合格,记录数据如下:甲车间:102,101,99,103,98,99,98;乙车间:110,115,90,85,75,115,110.(1)这种抽样方法是何种抽样方法?(2)估计甲、乙两个车间产品重量的均值与方差,并说明哪个车间产品较稳定?【当堂检测】【归纳小结】。
1.4数据的数字特征(设计者阜阳三中侯斌斌)【教学背景分析】本节课是高中数学必修3,第一章第4节。
在初中,学生已经学习了平均数、中位数、众数、极差、方差等,并能解决简单的实际问题。
在这个基础上高中阶段还将进一步学习标准差,并在学习中不断地体会它们各自的特点,在具体的问题中根据情况有针对性地选择一些合适的数字特征。
【教学目标】1、知识与技能能结合具体情境理解不同数字特征的意义和作用,并能根据问题的需要选择适当的数字特征表达数据的信息,培养学生解决问题的能力。
2、过程与方法在分析和解决具体实际问题的过程中学会用恰当的统计量表示数据的方法,并能结合统计量对所给数据的分布情况作出合理的解释。
3、情感态度与价值观通过对现实生活和其他学中统计问题的分析和解决,体会用数学知识解决现实生活及各学问题的方法,认识数学的重要性。
【教学重、难点】教学重点:平均数、中位数、众数、极差、方差、标准差的计算、意义和作用。
教学难点:根据问题的需要选择适当的数字特征表达数据的信息。
【教学过程】教学环节一:创设情境引入新课教学内容提出问题:甲、乙两种玉米苗各抽10株,分别测得它们的株高如下(单位:cm)问:(1)哪种玉米的苗长得高?(2)哪种玉米的苗长得齐?教师点出课题:数据的数字特征师生互动:引导学生讨论、质疑、并提出问题设计意图:通过实例引起学生对平均数的实际意义产生质疑从而引出课题,引导学生从多角度观察数据的数字特征。
教学环节二:巩固复习 提出问题1、 什么叫平均数?有什么意义?2、 什么叫中位数?有什么意义?3、 什么叫众数?有什么意义?4、 什么叫极差?有什么意义?5、什么叫方差?有什么意义?讨论结果: 1、一组数据的和与这组数据的个数的商称为这组数据的平均数。
数据12,,,n x x x 的平均数为12nx x x x n+++= 。
平均数代表该组数据的平均水平。
2、一组数据按从小到大的顺序排成一列,处于中间位置的数称为这组数据的中位数。
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5.2 估计总体的数字特征错误!教学分析教科书通过现实生活中的例子,引导学生认识到:只描述平均位置的特征是不够的,还需要描述样本数据离散程度的特征.通过对如何描述数据离散程度的探索,使学生体验创造性思维的过程.三维目标1.正确理解样本数据标准差的意义和作用,学会计算数据的标准差;能根据实际问题的需要合理地选取样本,从样本数据中提取基本的数字特征(如平均数、标准差),并作出合理的解释;会用样本的基本数字特征估计总体的基本数字特征,形成对数据处理过程进行初步评价的意识.2.在解决统计问题的过程中,进一步体会用样本估计总体的思想,理解数形结合的数学思想和逻辑推理的数学方法;会用随机抽样的方法和样本估计总体的思想解决一些简单的实际问题,认识统计的作用,能够辩证地理解数学知识与现实世界的联系.重点难点教学重点:根据实际问题从样本数据中提取基本的数字特征并作出合理解释,估计总体的基本数字特征;体会样本数字特征具有随机性.教学难点:用样本平均数和标准差估计总体的平均数与标准差;能应用相关知识解决简单的实际问题.课时安排1课时错误!导入新课思路1.平均数为我们提供了样本数据的重要信息,但是,有时平均数也会使我们作出对总体的片面判断.如某地区的统计显示,该地区的中学生的平均身高为176 cm,给我们的印象是该地区的中学生生长发育好,身高较高.但是,假如这个平均数是从50万名中学生中抽出的50名身高较高的学生计算出来的话,那么,这个平均数就不能代表该地区所有中学生的身体素质.因此,只有平均数难以概括样本数据的实际状态,于是我们学习从另外的角度来考察样本数据的统计量--标准差.(教师板书课题)思路2。
§4数据的数字特征1.能结合具体情境理解不同数字特征的意义,并能根据问题的需要选择适当的数字特征来表达数据的信息.2.通过实例理解数据标准差的意义和作用,学会计算数据的标准差.1.众数(1)定义:一组数据中出现次数________的数称为这组数据的众数.(2)特征:一组数据的众数可能________个,也可能没有,它反映了该组数据的________.众数体现了样本数据的最大集中点,但它对其他数据信息的忽视使其无法客观地反映总体特征.2.中位数(1)定义:一组数据按从小到大(或从大到小)的顺序排成一列,处于________位置的数称为这组数据的中位数.(2)特征:一组数据中的中位数是________的,反映了该组数据的________.中位数是样本数据所占频率的等分线,它不受少数几个极端值的影响,这在某些情况下是优点,但它对极端值的不敏感有时也会成为缺点.3.平均数(1)定义:一组数据的和与这组数据的个数的商叫做这组数据的平均数,数据x1,x2,…,x n的平均数为x=________________.(2)特征:平均数对数据有“取齐”的作用,代表该组数据的________.任何一个数据的改变都会引起平均数的变化,这是________和________都不具有的性质.所以与众数、中位数比较起来,平均数可以反映出更多的关于样本数据全体的________,但平均数受数据中的________的影响较大,使平均数在估计总体时可靠性降低.【做一做2】对甲、乙二人的学习成绩进行抽样分析,各抽4门功课,得到的观测值如下:4.标准差(1)定义:标准差是样本数据到平均数的一种平均距离,一般用s表示,通常用以下公式来计算s=________________________________________________________________________.可以用计算器或计算机计算标准差.(2)特征:标准差描述一组数据围绕________波动的大小,反映了一组数据变化的幅度和离散程度的大小.标准差较大,数据的离散程度较________;标准差较小,数据的离散程度较______.【做一做3】从某项综合能力测试中抽取100人的成绩如下表,则这100人成绩的标准差为( ).A. 3 B5.方差(1)定义:标准差的平方,即s2=________________________________________________________________________.(2)特征:与标准差的作用________,描述一组数据围绕平均数波动的大小.(3)取值范围:________.数据组x1,x2,…,x n的平均数为x,方差为s2,标准差为s,则数据组ax1+b,ax2+b,…,ax n+b(a,b为非零常数)的平均数为a x+b,方差为a2s2,标准差为as.【做一做4】下列能刻画一组数据离散程度的是( ).A.平均数 B.方差 C.中位数 D.众数6.极差(1)定义:一组数据的最______值与最______值的差称为这组数据的极差.(2)特征:表示该组数据之间的差异情况.极差利用了数据组中最大和最小的两个值,对极值过于敏感.但由于只涉及两个数据,便于得到,所以极差在实际中也经常应用.【做一做5】一组数据3,-1,0,2,x的极差是5,则x=__________.平均数与标准差(方差)这两个数字特征在实际问题中如何应用?剖析:平均数反映的是数据的平均水平,在实际应用中,平均数常被理解为平均水平.标准差反映的是数据的离散程度的大小,反映了各个样本数据聚集于样本平均数周围的程度,标准差越小表明在样本平均数的周围越集中;反之,标准差越大,表明各个样本数据在样本平均数的两边越分散.在实际应用中,标准差常被理解为稳定性,常常与平均数结合起来解决问题.例如,要从甲、乙两名射击运动员中选一名参加2012年伦敦奥运会,如果你是教练,你会制定怎样的选拔标准?制定怎样的选拔方案?选拔标准是:要考虑射击运动员的射击水平即平均射击环数,再就是考虑射击运动员发挥的稳定性.当射击环数的平均数不相同时,选择平均数较大的运动员;当射击环数的平均数相同时,选择发挥稳定(标准差较小)的运动员.选拔方案:让这两名运动员在相同的环境中进行相同次数的射击,比如参加射击世锦赛、世界杯、国际邀请赛、热身赛或国内比赛,并记录每次射击的环数.然后计算两名运动员射击环数的平均数和方差,再根据选拔标准作出选择.题型一平均数、中位数、众数的应用(2)假设副董事长的工资从5 000元提升到20 000元,董事长的工资从5 500元提升到30 000元,那么该公司职工的月工资的平均数、中位数、众数又是多少?(精确到元)(3)你认为哪个统计量更能反映这个公司职工的月工资水平?结合此问题谈一谈你的看法.分析:根据平均数、中位数、众数的概念求解. 反思:平均数是将所有的数据都考虑进去得到的量,它是反映数据集中趋势最常用的量,中位数可靠性较差,当一组数据中个别数据变动较大时,常用中位数表示该组数据的集中趋势.而众数求法较简便,也经常被用到.考查一组数据的特征时,这三个数字特征要结合在一起考虑.大多情况下人们会把眼光仅停留在工资表中的最大值与最小值处,把最高工资作为一个单位工资的评价,这是一种错误的评价方式.题型二 标准差、方差的计算【例题2】已知一个样本为x,1,y,5,其中x ,y 是方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2,x 2+y 2=10的解,则这个样本的标准差是( ).A .2B . 2C .5D . 5反思:深刻理解平均数、方差的计算公式,灵活应用x +y =2和x 2+y 2=10进行整体求解是提高解题速度的关键.题型三 综合应用题【例题3】对划艇运动员甲、乙二人在相同的条件下进行了6次测试,测得他们最大速度(m/s)的数据如下:甲:27,38,30,37,35,31; 乙:33,29,38,34,28,36.根据以上数据,试判断他们谁更优秀.分析:分别计算两组数据的平均值与方差,然后加以比较并作出判断.反思:判断甲、乙两运动员成绩的优劣,通常用平均数和方差作为标准来比较,当平均数相同时,还应考察他们的成绩波动情况(方差),以达到判断上的合理性和全面性.1(2011广东汕头期中,6)若某校高一年级8个班参加合唱比赛的得分如茎叶图所示,则这组数据的中位数和平均数分别是( ).A .91.5和91.5B .91.5和92C .91和91.5D .92和922甲、乙两台机床同时生产一种零件,现要检验它们的运行情况,统计10天中两台机床每天出的次品数分别为甲:0,1,0,2,2,0,3,1,2,4;乙:2,3,1,1,0,2,1,1,0,1.则出次品数较少的为( ).A .甲B .乙C .相同D .不能比较3已知一个样本中含有5个数据3,5,7,4,6,则样本方差为( ). A .1 B .2 C .3 D .44已知一组数据x 1,x 2,…,x n 的方差是a ,那么另一组数据x 1-2,x 2-2,…,x n -2的方差是________.5答案:基础知识·梳理1.(1)最多 (2)不止一 集中趋势 2.(1)中间 (2)唯一 集中趋势 【做一做1】1.2 0.83.(1)x 1+x 2+…+x nn(2)平均水平 众数 中位数信息 极端值【做一做2】解:x 甲=14(65+82+80+85)=78,x 乙=14(75+65+70+90)=75,∴甲的平均成绩较好.4.(1)1n[(x 1-x )2+(x 2-x )2+…+(x n -x )2](2)平均数 大 小【做一做3】B 这100人的总成绩为5×20+4×10+3×30+2×30+1×10=300,则平均成绩为300100=3,则这100人成绩的标准差为1100[(5-3)2×20+(4-3)2×10+(3-3)2×30+(2-3)2×30+(1-3)2×10] =2105. 5.(1)1n[(x 1-x )2+(x 2-x )2+…+(x n -x )2] (2)相同 (3)[0,+∞) 【做一做4】B 方差能刻画一组数据离散程度的大小. 6.(1)大 小【做一做5】-2或4 典型例题·领悟【例题1】解:(1)平均数是5 500+5 000+3 500×2+3 000+2 500×2+2 000×3+1 500×2030=2 050(元),中位数是1 500元,众数是1 500元. (2)平均数是30 000+20 000+3 500×2+3 000+2 500×2+2 000×3+1 500×2030≈3 367(元),中位数是1 500元,众数是1 500元.(3)在这个问题中,中位数或众数均能反映该公司职工的月工资水平.因为公司中少数人的月工资与大多数人的月工资差别较大,这样导致平均数与职工整体月工资的偏差较大,所以平均数不能反映这个公司职工的月工资水平.【例题2】D ∵x +y =2,x 2+y 2=10,∴x =14(x +1+y +5)=14[(x +y )+6]=2,s 2=14[(x -2)2+(1-2)2+(y -2)2+(5-2)2]=14[(x 2+y 2)-4(x +y )+18]=14×20=5, ∴s =s 2= 5.【例题3】解:x 甲=16×(27+38+30+37+35+31)=33,s 甲2=16×[(27-33)2+(38-33)2+…+(31-33)2]=16×94≈15.7, x 乙=16×(33+29+38+34+28+36)=33,s 乙2=16×[(33-33)2+(29-33)2+…+(36-33)2]=16×76≈12.7. ∴x 甲=x 乙,s 甲2>s 乙2.这说明甲、乙二人的最大速度的平均值相同,但乙比甲更稳定,故乙比甲更优秀. 随堂练习·巩固1.A x =90+18(-1-3+3+1+6+4+0+2)=91.5.中位数=91+922=91.5.2.B x 甲=1.5,x 乙=1.2.3.B x =3+5+7+4+65=5,则方差s 2=15[(3-5)2+(5-5)2+(7-5)2+(4-5)2+(6-5)2]=2.4.a 将一组数据同时减去一个数,所得新数据的方差与原数据的方差相等.5.解:x 甲=15×(60+80+70+90+70)=74;x 乙=15×(80+60+70+80+75)=73.s 甲2=15×(142+62+42+162+42)=104;s 乙2=15×(72+132+32+72+22)=56.∵x 甲>x 乙,s 甲2>s 乙2,∴甲的平均成绩较好,乙的各门功课发展较平衡.。
第一章 统计第4节 数据的数字特征一 数据的集中趋势(代表)1.平均数、中位数、众数的概念 (1)平均数 一般地,对于N 个数Nx x x ,,,21 ,我们把Nx x x N+++ 21叫做这N 个数的算术平均数,简称平均数.平均数是将所有的数据都考虑进去得到的度量,它是反映数据集中趋势最常用的统计量.(2)中位数将一组数据按大小依次排列,把处在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.中位数将观测数据分成相同数目的两部分,其中一部分都比这个数小而另一部分都比这个数大,对于非对称的数据集,中位数更实际地描述了数据的中心.(3)众数在一组数据中,出现次数最多的数据叫做这组数据的众数.注意:①众数是一组数据中出现次数最多的数据,是一组数据中的原数据,而不是相应的次数.②一组数据中的众数有时不只一个,如数据2、3、-1、2、1、3中,2和3都出现了2次,它们都是这组数据的众数.③当变量是分类变量时,众数往往经常被使用.二 数据的离散程度极差、方差、标准差的概念 (1)极差极差=数据中的最大值-数据中的最小值. 极差表示了一组数据变化范围的大小,反映了极端数据的波动情况.它只是利用了数据中的最大值与最小值,而且对极值过于敏感.但由于只涉及两个数据,便于得到,所以极差在实际中也经常用到.(2)方差与标准差设在一组数据中n x x x ,,,21 中,各数据与它们的平均数x 的差的平方分别是21)(x x -、22)(x x -、2)(x x n -,那么我们用它们的平均数,即用])()()[(122221x x x x x x nn -++-+- ,来衡量这组数据的波动大小,并把它叫做这组数据的方差.即])()()[(1222212x x x x x x ns n -++-+-=样本方差的算术平方根叫做样本的标准差,标准差的计算公式:例1鞋的尺码(cm ) 302820232125销售量(双)5 1 2 3 5 4 指出这组数据的众数、中位数、平均数.解: 30cm ,21cm 的鞋各出现5次,故众数为30cm,21cm ;求中位数时应注意,在排列数据时应考虑每一个数出现的次数,本题中共有20514352=+++++个数据,第10位数据为23,第11位数据是25,故中位数22423+=24(cm) .平均数为6.2420254215233202281305=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯(cm)例2 已知两组数据:分别计算这两组数据的方差,试判断这两种数据的中哪个波动性更小.解:因为乙甲22S <S,所以甲组数据比乙组数据波动性更小.前5天 5 5 0 0 0 后5天 -1 2 2 2 5 解:(1)前5天的极差505=-=;后5天的极差6)1(5=--= 因为65<,所以前5天中最高气温的变化范围较小. 又因为前5天的方差6])20()20()20()25()25[(512222221=-+-+-+-+-=s 后5天的方差6.3])25()22()22()22()21[(512222222=-+-+-+-+--=s 所以22s <21s ,所以后5天中最高气温的波动较小,比较稳定.例4甲、乙两名战士在相同条件下各射击靶10次,每次命中的环数分别是: 甲:8,6,7,8,6,5,9,10,4,7; 乙:6,7,7,8,6,7,8,7,9,5. (1)分别计算以上两组数据的平均数; (2)分别求出这两组数据的方差;(3)根据计算结果,估计这两名战士的射击情况. 解:(1)7107768=++++= 甲x (环),7105776=++++= 乙x (环)(2)0.3]77()76()78[(1012222=-++-+-=)s甲(环2) 2.1])75()77()76[(1012222=-++-+-=乙s (环2)(3)因为=甲x 乙x ,所以说明甲、乙两名战士的平均水平相当. 又因为>甲2s乙2s ,所以说明甲战士射击情况波动大.故乙战士比甲战士射击情况稳定.例6(2006年湖南卷)某高校有甲、乙两个数学建模兴趣班. 其中甲班有40人,乙班50人. 现分析两个班的一次考试成绩,算得甲班的平均成绩是90分,乙班的平均成绩是81分,则该校数学建模兴趣班的平均成绩是 分.解:由于甲班有40人,甲班的一次考试的平均成绩是90分,所以甲班在这次考试的总绩为9040⨯分,同样乙班在这次考试的总绩为8150⨯分.又该校甲、乙两个数学建模兴趣班共有905040=+(人),故该校数学建模兴趣班的平均成绩是859081509040=⨯+⨯(分)所以填85. 练习题1.当5个整数从小到大排列,其中位数是4,如果这个数据的唯一众数是6,则这5个整数可能的最大的和是( )A .21B . 22C .23D .242. 已知一组数据为10,20,80,40,30,90,50,40,50,40,则这组数据的众数是 ,中位数是 .3. 甲,乙两名射击手的测试成绩统计如下:第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 甲命中环数 7 8 8 8 9 乙命中环数1061068⑴ 请分别计算两名射手的平均成绩;⑵ 请根据这两名射击手的成绩画出折线统计图; ⑶ 现要挑选一名射击手参加比赛,若你是教练,你认为挑选哪一位比较适宜?为什么?4。
新课标北师大版高中数学教材目录及课时安排必修1(36节)第一章集合(5)§1 集合的含义与表示 1 §2 集合的基本关系1§3 集合的基本运算 2 阅读材料康托与集合论小结与复习1第二章函数(9)§1 生活中的变量关系1 §2 对函数的进一步认识3§3 函数的单调性 1 §4 二次函数性质的再研究2§5 简单的幂函数 1 阅读材料函数概念的发展小结与复习1第三章指数函数和对数函数(14)§1 正整数指数函数 1 §2 指数概念的扩充3§3 指数函数 3 §4 对数 2§5 对数函数3§6 指数函数、幂函数、对数函数增长的比较1第四章函数应用7§1 函数与方程 2 §2 实际问题的函数建模4小结与复习1必修2(36)第一章立体几何初步(18节)§1 简单几何体 1 §2 直观图 1§3 三视图 3 §4 空间图形的基本关系与公理 2§5 平行关系 3 §6 垂直关系 4§7 简单几何体的面积和体积2第二章解析几何初步(18节)§1 直线与直线的方程8 §2 圆与圆的方程 5§3 空间直角坐标系3必修3全书目录第一章统计(16)§1 统计活动:随机选取数字§2 从普查到抽样§3 抽样方法§4 统计图表§5 数据的数字特征§6 用样本估计总体§7 统计活动:结婚年龄的变化§8 相关性§9 最小二乘法第二章算法初步(12)§1 算法的基本思想§2 算法的基本结构及设计§3 排序问题§4 几种基本语句第三章概率(8)§1 随机事件的概率§2 古典概型§3模拟方法――概率的应用必修4第一章三角函数(16)§1 周期现象与周期函数§2 角的概念的推广§3 弧度制§4 正弦函数§5 余弦函数§6 正切函数§7 函数的图像§8 同角三角函数的基本关系阅读材料数学与音乐第二章平面向量(12)§1 从位移、速度、力到向量§2 从位移的合成到向量的加法§3 从速度的倍数到数乘向量§4 平面向量的坐标§5 从力做的功到向量的数量积§6 平面向量数量积的坐标表示§7 向量应用举例阅读材料向量与中学数学第三章三角恒等变形(8)§1 两角和与差的三角函数§2 二倍角的正弦、余弦和正切§3 半角的三角函数§4 三角函数的和差化积与积化和差§5 三角函数的简单应用必修5第一章数列(12)§1数列1.1数列的概念 1.2数列的函数特性§2等差数列2.1等差数列 2.2等差数列的前n项和§3等比数列3.1等比数列 3.2等比数列的前n项和§4书雷在日常经济生活中的应用第二章解三角形(8)§1正弦定理与余弦定理1.1正弦定理 1.2余弦定理§2三角形中的几何计算§3解三角形的实际应用举例第三章不等式(16)§1不等关系——2 1.1不等关系 1.2比较大小§2一元二次不等式——52.1一元二次不等式的解法 2.2一元二次不等式的应用§3基本不等式——— 33.1基本不等式 3.2基本不等式与最大(小)值§4简单线性规划——54.1二元一次不等式(组)与平面区域4.2简单线性规划 4.3简单线性规划的应用。
[核心必知]1.众数、中位数、平均数(1)众数的定义:一组数据中重复出现次数最多的数称为这组数的众数,一组数据的众数可以是一个,也可以是多个.(2)中位数的定义及求法:把一组数据按从小到大的顺序排列,把处于最中间位置的那个数(或中间两数的平均数)称为这组数据的中位数.(3)平均数:①平均数的定义:如果有n 个数x 1、x 2、…、x n ,那么=,叫作这n 个数的平均数.x x 1+x 2+ (x)n ②平均数的分类:总体平均数:总体中所有个体的平均数叫总体平均数.样本平均数:样本中所有个体的平均数叫样本平均数.2.标准差、方差(1)标准差的求法:标准差是样本数据到平均数的一种平均距离,一般用s 表示.s =.1n[ x 1-x 2+ x 2-x 2+…+ xn -x 2](2)方差的求法:标准差的平方s 2叫作方差.s 2=[(x 1-)2+(x 2-)2+…+(x n -)2].1n x x x 其中,x n 是样本数据,n 是样本容量,是样本均值.x (3)方差的简化计算公式:s 2=[(x +x +…+x )-n 2]1n 2122n x=(x +x +…+x )-2.1n 2122n x 3.极差一组数据的最大值与最小值的差称为这组数据的极差.4.数字特征的意义平均数、中位数和众数刻画了一组数据的集中趋势,极差、方差刻画了一组数据的离散程度.[问题思考]1.一组数据的众数一定存在吗?若存在,众数是唯一的吗?提示:不一定.若一组数据中,每个数据出现的次数一样多,则认为这组数据没有众数;不是,可以是一个,也可以是多个.2.如何确定一组数据的中位数?提示:(1)当数据个数为奇数时,中位数是按从小到大顺序排列的中间位置的那个数.(2)当数据个数为偶数时,中位数为排列在最中间的两个数的平均值.讲一讲1.据报道,某公司的33名职工的月工资(单位:元)如下:职务董事长副董事长董事总经理经理管理员职员人数11215320工资5 5005 0003 5003 0002 5002 0001 500(1)求该公司职工月工资的平均数、中位数、众数.(2)假设副董事长的工资从5 000元提升到20 000元,董事长的工资从5 500元提升到30 000元,那么新的平均数、中位数、众数又是什么?(精确到元)(3)你认为哪个统计量更能反映这个公司员工的工资水平,结合此问题谈一谈你的看法.[尝试解答] (1)平均数是=1 500+x 4 000+3 500+2 000×2+1 500+1 000×5+500×3+0×2033≈1 500+591=2 091(元).中位数是1 500元,众数是1 500元.(2)新的平均数是′=1500+x 28 500+18 500+2 000×2+1 500+1 000×5+500×3+0×2033≈1 500+1 788=3 288(元).中位数是1 500元,众数是1 500元.(3)在这个问题中,中位数或众数均能反映该公司员工的工资水平,因为公司中少数人的工资额与大多数人的工资额差别较大,这样导致平均数与中位数偏差较大,所以平均数不能反映这个公司员工的工资水平.1.众数、中位数与平均数都是描述一组数据集中趋势的量,平均数是最重要的量.2.众数考查各个数据出现的频率,大小只与这组数据中的部分数据有关,当一组数据中有不少数据多次重复出现时,其众数往往更能反映问题.3.中位数仅与数据的排列位置有关,某些数据的变动对中位数没有影响,中位数可能在所给的数据中,也可能不在所给的数据中.当一组数据中的个别数据变动较大时,可用中位数描述它的某种集中趋势.练一练1.某公司销售部有销售人员15人,销售部为了制定某种商品的月销售定额,统计了这15人某月的销售量如下:销售量(件)1 800510250210150120人数113532(1)求这15位销售人员该月销售量的平均数、中位数及众数;(2)假设销售部负责人把月销售额定为320件,你认为是否合理,为什么?如不合理,请你制定一个较为合理的销售定额.解:(1)平均数为(1 800×1+510×1+250×3+210×5+150×3+120×2)=320(件),115中位数为210件,众数为210件.(2)不合理,因为15人中有13人的销售量未达到320件,也就是说,虽然320是这一组数据的平均数,但它却不能反映全体销售人员的销售水平.销售额定为210件更合理些,这是由于210既是中位数,又是众数,是大部分人都能达到的定额.讲一讲2.甲、乙两机床同时加工直径为100 cm 的零件,为了检验质量,各从中抽取6件进行测量,分别记录数据为:甲:99 100 98 100 100 103乙:99 100 102 99 100 100(1)分别计算两组数据的平均数及方差;(2)根据计算结果判断哪台机床加工零件的质量更稳定.[尝试解答] (1)甲=(99+100+98+100+100+103)=100,x 16乙=(99+100+102+99+100+100)=100,x 16s =[(99-100)2+(100-100)2+(98-100)2+(100-100)2+(100-100)2甲162+(103-100)2]=,73s =[(99-100)2+(100-100)2+(102-100)2+(99-100)2+(100-100)2乙162+(100-100)2]=1.(2)两台机床所加工零件的直径的平均数相同,又s >s ,所以乙机床加工零件的质量2甲2乙更稳定.在实际问题中,仅靠平均数不能完全反映问题,还要研究方差,方差描述了数据相对平均数的离散程度,在平均数相同的情况下,方差越大,离散程度越大,数据波动性越大,稳定性就越差;方差越小,数据越集中,质量越稳定.练一练2.对划艇运动员甲、乙两人在相同的条件下进行了6次测试,测得他们的最大速度(单位:m/s)的数据如下:甲:27 38 30 37 35 31乙:33 29 38 34 28 36根据以上数据,试估计两人最大速度的平均数和标准差,并判断他们谁更优秀.解:甲=×(27+38+30+37+35+31)==33,x 161986s =×[(27-33)2+(38-33)2+(30-33)2+(37-33)2+(35-33)2+(31-33)2]2甲16=,946s 甲=≈3.96,946乙=×(33+29+38+34+28+36)==33,x 161986s =×[(33-33)2+(29-33)2+(38-33)2+(34-33)2+(28-33)2+(36-33)2]2乙16=,766s 乙=≈3.56.766由上知,甲、乙两人最大速度的平均数均为33 m/s ,甲的标准差为3.96 m/s ,乙的标准差为3.56 m/s ,说明甲、乙两人的最大速度的平均值相同,但乙的成绩比甲的成绩更稳定,故乙比甲更优秀.讲一讲3.在一次科技知识竞赛中,两组学生的成绩如下表:分数5060708090100甲组251013146人数乙组441621212已经算得两个组的平均分都是80分.请根据你所学过的统计知识,进一步判断这两个组在这次竞赛中的成绩谁优谁劣,并说明理由.[尝试解答] (1)甲组成绩的众数为90分,乙组成绩的众数为70分,从成绩的众数比较看,甲组成绩好些.(2)甲=(50×2+60×5+70×10+80×13+90×14+100×6)x 12+5+10+13+14+6=×4 000=80(分),150乙=(50×4+60×4+70×16+80×2+90×12+100×12)=×4 x 14+4+16+2+12+12150000=80(分).s =[2×(50-80)2+5×(60-80)2+10×(70-80)2甲12+5+10+13+14+62+13×(80-80)2+14×(90-80)2+6×(100-80)2]=172,s =[4×(50-80)2+4×(60-80)2+16×(70-80)2乙14+4+16+2+12+122+2×(80-80)2+12×(90-80)2+12×(100-80)2]=256.∵s <s ,∴甲组成绩较乙组成绩稳定,故甲组好些.2甲2乙(3)甲、乙两组成绩的中位数、平均数都是80分.其中,甲组成绩在80分以上(包括80分)的有33人,乙组成绩在80分以上(包括80分)的有26人.从这一角度看,甲组的成绩较好.(4)从成绩统计表看,甲组成绩大于等于90分的有20人,乙组成绩大于等于90分的有24人,∴乙组成绩集中在高分段的人数多.同时,乙组得满分的人数比甲组得满分的人数多6人.从这一角度看,乙组的成绩较好.要正确处理此类问题,首先要抓住问题中的关键词语,全方位地进行必要的计算、分析,而不能习惯性地仅从样本方差的大小去决定哪一组的成绩好,像这样的实际问题还得从实际的角度去分析,如本讲的“满分人数”;其次要在恰当地评估后,组织好正确的语言作出结论.练一练3.甲、乙两人在相同条件下各打靶10次,每次打靶的成绩情况如图所示:(1)请填写下表:平均数中位数命中9环以上的次数(含9环)甲7乙(2)从下列三个不同角度对这次测试结果进行分析:①从平均数和中位数相结合看,谁的成绩好些?②从平均数和命中9环及9环以上的次数相结合看,谁的成绩好些?③从折线图中两人射击命中环数的走势看,谁更有潜力?解:(1)由图可知,甲打靶的成绩为:2,4,6,8,7,7,8,9,9,10;乙打靶的成绩为:9,5,7,8,7,6,8,6,7,7.甲的平均数是7,中位数是7.5,命中9环及9环以上的次数是3;乙的平均数是7,中位数是7,命中9环及9环以上的次数是1.(2)由(1)知,甲、乙的平均数相同.①甲、乙的平均数相同,甲的中位数比乙的中位数大,所以甲成绩较好.②甲、乙的平均数相同,甲命中9环及9环以上的次数比乙多,所以甲成绩较好.③从折线图中看,在后半部分,甲呈上升趋势,而乙呈下降趋势,故甲更有潜力.【解题高手】【多解题】一个球队所有队员的身高如下(单位:cm):178, 179, 181, 182, 176, 183, 176, 180, 183, 175, 181, 185, 180, 184,问这个球队的队员平均身高是多少?(精确到1 cm)[解] 法一:利用平均数的公式计算.=×(178+179+181+…+180+184)=×2 523≈180.x - 114114法二:建立新数据,再利用平均数简化公式计算.取a =180,将上面各数据同时减去180,得到一组数据:-2,-1,1,2,-4,3,-4,0,3,-5,1,5,0,4.′=×(-2-1+1+2-4+3-4+0+3-5+1+5+0+4)=×3=≈0.2,x - 114114314∴=′+a =0.2+180≈180.x - x- 法三:利用加权平均数公式计算.=×(185×1+184×1+183×2+182×1+181×2+180×2+179×1+178×1+176x - 114×2+175×1)=×2 523≈180.114法四:建立新数据(方法同法二),再利用加权平均数公式计算.′=×[5×1+4×1+3×2+2×1+1×2+0×2+(-1)×1+(-2)×1+(-4)x - 114×2+(-5)×1]=×3≈0.2.114∴=′+a =0.2+180≈180.x - x-1.已知一组数据为20,30,40,50,50,60,70,80,其中平均数,中位数和众数大小关系是( )A .平均数>中位数>众数B .平均数<中位数<众数C .中位数<众数<平均数D .众数=中位数=平均数解析:选D 可得出这组数据的平均数、中位数和众数均为50.2.样本中共有五个个体,其值分别为a,0,1,2,3.若该样本的平均数为1,则样本方差为( )A. B. C. D .265652解析:选D ∵样本的平均数为1,即×(a +0+1+2+3)=1,∴a =-1,∴样本方差15s 2=×[(-1-1)2+(0-1)2+(1-1)2+(2-1)2+(3-1)2]=2.153.若某校高一年级8个班参加合唱比赛的得分如茎叶图所示,则这组数据的中位数和平均数分别是( )89 793 1 64 0 2A .91.5和91.5B .91.5和92C .91和91.5D .92和92解析:选A 将这组数据从小到大排列,得87,89,90,91,92,93,94,96.故平均数==91.5,中位数为=91.5.x 87+89+90+91+92+93+94+96891+9224.(湖南高考)如图是某学校一名篮球运动员在五场比赛中所得分数的茎叶图,则该运动员在这五场比赛中得分的方差为________.(注:方差s 2=[(x 1-)2+(x 2-)2+…+(x n -)2],其中为x 1,x 2,…,x n 的平均1n x x x x 数)解析:该运动员五场比赛中的得分为8,9,10,13,15,平均得分==11,x 8+9+10+13+155方差s 2=[(8-11)2+(9-11)2+(10-11)2+(13-11)2+(15-11)2]=6.8.15答案:6.85.甲、乙两人在相同条件下练习射击,每人打5发子弹,命中环数如下:甲68998乙107779则两人射击成绩的稳定程度是________.解析:∵甲=8,乙=8,x - x- s =1.2,s =1.6,2甲2乙∴s <s .2甲2乙∴甲稳定性强.答案:甲比乙稳定6.某农科所为寻找高产稳定的油菜品种,选了三个不同的油菜品种进行试验,每一品种在五块试验田试种.每块试验田的面积为0.7公顷,产量情况如下表:各试验田产量(kg)品种12345121.520.422.021.219.9221.323.618.921.419.8317.823.321.419.120.8试评定哪一品种既高产又稳定.解:1=21.0 kg ,2=21.0 kg ,3=20.48 kg ;x x x s =0.572,s =2.572,s =3.5976,21223∴1=2>3,s <s <s .x x x 21223∴第一个品种既高产又稳定.一、选择题1.在某项体育比赛中,七位裁判为一选手打出的分数为:90 89 90 95 93 94 93去掉一个最高分和一个最低分后,所剩数据的平均数和方差分别为( )A .92,2B .92,2.8C .93,2D .93,2.8解析:选B去掉最高分95和最低分89后,剩余数据的平均数为=x =92,90+90+93+94+935方差为s 2=×[(92-90)2+(92-90)2+(93-92)2+(94-92)2+(93-92)2]15=×(4+4+1+4+1)=2.8.152.已知一组数据为-3,5,7,x,11,且这组数据的众数为5,那么数据的中位数是( )A .7 B .5 C .6 D .11解析:选B 这组数据的众数为5,则5出现的次数最多,∴x =5,那么这组数据按从小到大排列为-3,5,5,7,11,则中位数为5.3.如图所示,样本A 和B 分别取自两个不同的总体,它们的样本平均数分别为A 和xB ,样本标准差分别为s A 和s B ,则( )xA.A >B ,s A >s BB.A <B ,s A >s BC.A >B ,s A <s BD.A <B ,s A <s Bx x x x x x x x 解析:选B A 中的数据都不大于B 中的数据,所以A <B ,但A 中的数据比B 中的数据x x 波动幅度大,所以s A >s B .4.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,假设得分值的中位数为m e ,众数为m 0,平均数为,则( )xA .m e =m 0=B .m e =m 0<C .m e <m 0<D .m 0<m e <x x x x 解析:选D易知中位数的值m e ==5.5,众数m 0=5,平均数5+62=×(3×2+4×3+5×10+6×6+7×3+8×2+9×2+10×2)≈6,所以m 0<m e <.x 130x 5.一组数据的平均数是2.8,方差是3.6,若将这组数据中的每一个数据都加上60,得到一组新数据,则所得新数据的平均数和方差分别是( )A .57.2 3.6B .57.2 56.4C .62.8 63.6D .62.8 3.6解析:选D 设该组数据为x 1,x 2,…,x n ,则(x 1+x 2+…+x n )=2.8,1n [(x 1-2.8)2+(x 2-2.8)2+…+(x n -2.8)2]=3.6,1n 所以,所得新数据的平均数为[(x 1+60)+(x 2+60)+…+(x n +60)]1n =(x 1+x 2+…+x n )+60=2.8+60=62.8.1n 所得新数据的方差为[(x 1+60-62.8)2+(x 2+60-62.8)2+…+(x n +60-62.8)2]1n =[(x 1-2.8)2+(x 2-2.8)2+…+(x n -2.8)2]1n =3.6.二、填空题6.一个样本按从小到大的顺序排列为10,12,13,x,17,19,21,24,其中位数为16,则x =________.解析:由中位数的定义知=16,∴x =15.x +172答案:157.某校甲、乙两个班级各有5名编号为1,2,3,4,5的学生进行投篮练习,每人投10次,投中的次数如表所示:学生1号2号3号4号5号甲班67787乙班67679则以上两组数据的方差中较小的一个为s 2=________.解析:计算可得两组数据的平均数均为7,甲班的方差s ==;2甲 6-7 2+02+02+ 8-7 2+02525乙班的方差s ==.2乙 6-7 2+02+ 6-7 2+02+ 9-7 2565则两组数据的方差中较小的一个为s =.2甲25答案:258.(湖北高考)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)平均命中环数为________;(2)命中环数的标准差为________.解析:(1)由公式知,平均数为(7+8+7+9+5+4+9+10+7+4)=7;(2)由公式知,110s 2=(0+1+0+4+4+9+4+9+0+9)=4⇒s =2.110答案:(1)7 (2)2三、解答题9.为了了解市民的环保意识,某校高一(1)班50名学生在6月5日(世界环境日)这一天调查了各自家庭丢弃旧塑料袋的情况,有关数据如下表:每户丢弃旧塑料袋个数2345户数6161513(1)求这50户居民每天丢弃旧塑料袋的平均数、众数和中位数;(2)求这50户居民每天丢弃旧塑料袋的标准差.解:(1)平均数=×(2×6+3×16+4×15+5×13)==3.7.x 15018550众数是3,中位数是4.(2)这50户居民每天丢弃旧塑料袋的方差为s 2=×[6×(2-3.7)2+16×(3-3.7)2+15×(4-3.7)2+13×(5-3.7)2]150=×48.5=0.97,150所以标准差s ≈0.985.10.某校甲班、乙班各有49名学生,两班在一次数学测验中的成绩(满分100分)统计如下表:班级平均分众数中位数标准差甲班79708719.8乙班7970795.2(1)请你对下面的一段话给予简要分析:甲了85分,在班里算是上游了!”(2)请你根据表中数据,对这两个班的测验情况进行简要分析,并提出教学建议.解:(1)由中位数可知,85分排在第25名之后,从名次上讲,85分不算是上游.但也不能单以班的小刚回家对妈妈说:“昨天的数学测验,全班平均79分,得70分的人最多,我得名次来判断学习成绩的好坏,小刚得了85分,说明他对这阶段的学习内容掌握较好.(2)甲班学生成绩的中位数为87分,说明高于或等于87分的学生占一半以上,而平均分为79分,标准差很大,说明低分也多,两极分化严重,建议对学习有困难的同学多给一些帮助;乙班学生成绩的中位数和平均分均为79分,标准差小,说明学生成绩之间差别较小,成绩很差的学生少,但成绩优异的学生也很少,建议采取措施提高优秀率.。
用样本的数字特征估计总体的数字特征【学习目标】(1)理解众数、中位数、平均数、方差、标准差的概念并会求方差、标准差(2)会用方差、标准差估计总体的数字特征.(3)形成对数据处理过程进行初步评价的意识【学习重点】用样本平均数和标准差估计总体的平均数与标准差.【知识导引】在一次射击比赛中,甲、乙两名运动员各射击10次,命中环数如下﹕甲运动员:7,8,6,8,6,5,8,10,7,4;乙运动员:9,5,7,8,7,6,8,6,7,7.观察上述样本数据,你能判断哪个运动员发挥得更稳定些吗?【课前预习】一、众数、中位数、平均数1.众数一组数据中重复出现次数的数称为这组数的众数.2.中位数把一组数据按从小到大的顺序排列,把处于最中间位置的那个数称为这组数据的中位数.(1)当数据个数为奇数时,中位数是按从小到大的顺序排列的的那个数.(2)当数据个数为偶数时,中位数是按从小到大的顺序排列的最中间两个数的.3.平均数如果有n个数,那么叫这n个数的平均数.4.实际问题中求得的众数、中位数、平均数应带上单位.二、标准差、方差1.数据的离散程度可用极差、、来描述.样本方差描述了一组数据围绕平均数波动的大小.一般地,设样本的数据为,样本的平均数为,则定义,表示方差.2.为了得到以样本数据的单位表示的波动幅度,通常要求出样本方差的算术平方根= ,表示样本标准差.不要漏写单位.三、如何从频率分布直方图中估计众数、中位数、平均数呢?众数:最高矩形的中点.中位数:左右两边直方图的面积相等.平均数: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和.【课堂学习与探究】【例1】:据报道,某公司的33名职工的月工资(以元为单位)如下:(1)求该公司职工月工资的平均数、中位数、众数;(2)假设副董事长的工资从5 000元提升到20 000元,董事长的工资从5 500元提升到30 000元,那么新的平均数、中位数、众数又是什么?(精确到元)(3)你认为哪个统计量更能反映这个公司员工的工资水平?结合此问题谈一谈你的看法.【当堂检测】1.下列说法正确的是A.在两组数据中,平均数较大的一组方差较大B.平均数反映数据的集中趋势,方差则反映数据离平均数的波动大小C.方差的求法是求出各个数据与平均数的差的平方后再求和D.在记录两个人射击环数的两组数据中,方差大的表示射击水平高.2.一个样本数据按从小到大的顺序排列为13,14,19,x,23,27,28,31,其中位数为22,则x=A 21B 22C 20 D233.(2010山东文)在某项体育比赛中,七位裁判为一选手打出的分数如下:90 89 90 95 93 94 93去掉一个最高分和一个最低分后,所剩数据的平均值和方差分别为(A)92 , 2 (B) 92 , 2.8 (C) 93 , 2 (D) 93 , 2.84.样本101,98,102,100,99的标准差为A. B.0 C.1 D.25.一组数据的每一数据都减去80,得一组新数据,若求得新数据的平均数是1.2,方差为4.4,则原来数据的平均数和方差分别是、.6.甲、乙、丙、丁四人参加射击项目选拔赛,成绩如下:则加奥运会的最佳人选是.课堂小结课后作业A组课本82页 5,6,7B组课本82页 1.。
数据的数字特征一、教学目标1.能结合具体情境理解不同数字特征的意义,并能根据问题的需要选择适当的数字特征来表达数据的信息.2.通过实例理解数据标准差的意义和作用,学会计算数据的标准差.二、设计思路与教学建议在义务教育阶段,学生已经通过实例,学习了平均数、中位数、众数、极差、方差等,并能解决简单的实际问题.(由于义务教育阶段《大纲》中对统计部分的要求与《标准》的要求相差较大,若是承接现行《大纲》的话,建议先补充《标准》中第三学段相应部分的内容.)在这个基础上,高中阶段还将进一步学习标准差,并在学习中不断地体会它们各自的特点,在具体的问题中根据情况有针对性地选择一些合适的数字特征.【问题】 P31(1)观察茎叶图,我们不难看出:甲城市销售额的中位数为20,众数为10,18,30,极差为53;乙城市销售额的中位数为29,众数为23,34,极差为38.(2)从茎叶图中我们可以看出:甲城市的销售额分布主要在茎叶图的上方且相对较散,而乙城市的销售额分布则相对集中在茎叶图的中部.由此,我们可以估计:甲城市销售额的平均数比乙城市的小,而方差比乙城市的大.通过计算我们得到:甲城市销售额的平均数和方差分别为22.8和210.9,乙城市销售额的平均数和方差分别为28.6和115.2,这与上面的估计是一致的.教科书设计了这个问题,自然承接上一节统计图表的内容,并初步发展学生从统计图中获取数字特征的能力.【例1】 P31类似的问题学生在义务教育阶段可能已经有所接触,教师要注意结合义务教育阶段的学习,让学生进一步体会,用不同的数字特征刻画数据集中趋势的必要性,以及不同数字特征在此处的意义.【抽象概括】 P32平均数是将所有的数据都考虑进去得到的度量,它是反映数据集中趋势最常用的统计量;中位数将观测数据分成相同数目的两部分,其中一部分都比这个数小而另一部分都比这个数大,对于非对称的数据集,中位数更实际地描述了数据的中心;当变量是分类变量时,众数往往经常被使用.【思考交流】 P32对一组数据,除了需要了解它们的集中趋势(平均水平)外,还常常需要了解它们的波动情况,即数据的离散性度量.在此问题中,甲、乙两台机床生产的10件产品直径的平均值都是40 mm,仅用平均水平还难以准确地刻画一组数据.为此,我们以问题的形式引导学生选择适当的数来分别表示这两组数据的离散程度.在选择适当的数来分别表示这两组数据的离散程度时,学生很自然地会想到义务教育阶段时学习过的极差和方差.教科书上除极差和方差之外,还给出了其他两种刻画数据离散程度的方式(方法3和方法4).教师在教学时可以先让学生自主思考,选择适当的数来表示,在此基础上,再鼓励他们积极交流,并认真观察、比较不同刻画方式之间的异同.显然,刻画数据离散程度的方式是多种多样的.【抽象概括】 P33通过上面的思考交流,学生经历了用不同的方式刻画数据离散程度的探索过程,并初步体会到方式是多种多样的.学生很自然地就会提出以下问题:究竟什么样的方式比较好?为此,教科书以抽象概括的形式,给出了刻画数据离散程度的度量的理想形式应满足的三条原则.因为极差对极值过于敏感,有时我们去掉最小的25%的数据与最大的25%的数据,然后求出剩下的中间数据的极差,这中间50%数据的极差,我们称之为四分位数极差(即Q3-Q1).方法3(即绝对差)满足理想形式的三条原则,它也是刻画数据离散程度的一种方法,但是在实际中,人们更多使用的是标准差.其主要原因是:从数学上来说,二次函数的性质比绝对值函数要好,比较方便运算和以后统计量分布的推导.如有学生提出这样的问题,只要向他们简单说明一下即可,无需作过多的解释.另外,在§9介绍最小二乘法中,在刻画样本点与直线之间的距离时,用的是平方而不是绝对值,也是出于类似的考虑.【例2】 P34在教学时,教师要通过该例让学生在具体的情境中,理解标准差的作用与意义,并能针对具体问题算出数据的标准差.【动手实践】 P34目的是要通过这个活动,让学生经历收集数据、整理数据、分析数据、作出推断的过程,进一步体会统计对决策的作用.在活动开始时,建议教师控制“开始”和“停止”之间的时间间隔在20秒以内,并且在增加时间间隔之前,可以先保持“开始”和“停止”之间的时间间隔不变,重复刚才的试验.此时,得到的平均值与确切的时间值应该会更接近,标准差也应该会比第一次的更小.这是因为经历了刚才的活动,学生已经积累了一定的经验,加之时间间隔又没有改变,他们估计的结果应该会比第一次更准确.随后,教师再增加“开始”和“停止”之间的时间间隔,重复试验,并让学生分析自己以及全班同学最后的估计结果.数据的数字特征2005-09-30 09:49:49________________________________________需要特别引起注意的是,对数据数字特征内容的评价,应当更多地关注对其本身意义的理解和在新情境中的应用,而不是记忆和使用的熟练程度.因此,在分析数据的过程中,教师要让学生理解数据的平均值和标准差在此处的意义,并在此基础上对全班同学的估计结果作出客观的评判.同时,这个活动还可以初步培养学生的估计能力.【练习】 P37 小宇和志强在最近8场篮球比赛的平均得分分别是13分和12.75分,标准差分别是4.09和5.72,小宇的发挥相对来说更稳定一些.教师应该让学生在通过计算得到小宇和志强各自得分的平均数和标准差后,理解标准差在此处的意义:它体现了运动员场上发挥的稳定程度.【习题1―5】 P371.(1)可以用茎叶图等来表示数据,图略;(2)销售的新鲜面包数量的平均数和中位数都是49.5,众数是47, 50, 52;(3)根据以上结果,该面包店每天生产50个新鲜面包比较合理.2.为了运算方便,可以先将数据化成以秒为单位的形式进行计算,再将计算结果化成原有单位的形式.(1)近几届奥运会男子1 500 m速滑冠军成绩的平均数和中位数分别是1′54.17″,1′54.81″;女子的平均数和中位数分别是2′05.32″,2′03.42″;(2)近几届奥运会男、女1 500 m速滑冠军成绩的标准差分别是3.763 7″, 6.0194″;(3)从上面的计算结果我们不难得出:近几届奥运会男子速滑的冠军成绩相比女子成绩优异而且比较稳定.3.(1)可以用条形统计图等来表示数据,图略;(2)某某2000年月降水量的平均数和标准差分别是44.9 mm和39.5 mm,某某2000年月降水量的平均数和标准差分别是171.3 mm和133.6 mm;(3)某某的降水量相对较小且各月之间变化不大,而某某的降水量相对较大且各月之间变化较大。
第六课时 1.5数据的数字特征自主学习教学目标1.熟练掌握平均数、中位数、众数、极差、方差、标准差等概念.2.会根据问题的需要选择不同的统计量表达数据的信息.三、教学重、难点教学重点:平均数、中位数、众数、极差、方差、标准差的计算、意义和作用.教学难点:根据问题的需要选择适当的数字特征来表达数据的信息.四、设计思路1、教法构想:本节教学设计依据课程标准,在义务教育阶段的基础上,进一步掌握平均数、中位数、众数、极差、方差、标准差的计算、意义和作用.通过具体的实例,让学生理解数字特征的意义,并能选择适当的数字特征来表达数据的信息.2、学法指导:学生自主探究,交流合作,教师归纳总结相结合.教学导引1.平均数、中位数和众数刻画了一组数据的集中趋势,极差、方差刻画了一组数据的离散程度2.标准差:s=s2=(x1-x)2+(x2-x)2+…+(x n-x)2n.3.标准差的单位与原始测量单位相同,在统计中,我们通常用标准差刻画数据的离散程度.对点讲练知识点一众数、中位数及平均数的应用例1(1)求该公司职工月工资的平均数、中位数、众数;(2)假设副董事长的工资从5 000元提升到20 000元,董事长的工资从5 500元提升到30 000元,那么新的平均数、中位数、众数又是多少?(精确到元)(3)你认为哪个统计量更能反映这个公司员工的工资水平?结合此问题谈一谈你的看法.例1解(1)平均数是x=5 500+5 000+3 500×2+3 000+5×2 500+3×2 000+20×1 50033≈2 091(元).中位数是1 500元,众数是1 500元. (2)平均数是x =20 000+30 000+3 500×2+3 000+5×2 500+3×2 000+20×1 50033=3 288(元).中位数是1 500元,众数是1 500元.(3)在这个问题中,中位数或众数均能反映该公司员工的工资水平.因为公司中少数人的工资额与大多数人的工资额差别较大,这样导致平均数与中位数偏差较大,所以平均数不能反映这个公司员工的工资水平.点评 (1)在研究实际问题时,根据实际要解决的问题与平均数、中位数、众数的特点分别作以比较,应用相关知识求出有关量.(2)当数据较大,求平均数时通常减去某一个常数,如本例中可先减一个1 500,然后再求较为简单.变式迁移1 在一次中学生田径运动会上,参加男子跳高的17名运动员的成绩如下表所示:分别求这些运动员成绩的众数、中位数和平均数(平均数的计算结果保留到小数点后第2位),并对这些成绩数据作出科学的评判.变式迁移1 解 在这17个数据中,1.75出现了4次,出现的次数最多,即这组数据的众数是1.75;表中的17个数据看成按从小到大顺序排列的,其中第9个数据1.70是最中间的一个数据,即这组数据的中位数是 1.70;这组数据的平均数是x =117×(1.50×2+1.60×3+…+1.90×1)≈1.69(m).故这17名运动员成绩的众数、中位数、平均数依次是1.75 m 、1.70 m 、1.69 m.在以上数据中,运动员成绩的众数是1.75 m ,说明成绩为1.75 m 的人数最多;运动员成绩的中位数是1.70 m ,说明成绩在1.70 m 以下和1.70 m 以上的人数各占一半;运动员成绩的平均数是1.69 m ,说明所有参赛运动员的平均成绩是1.69 m.知识点二方差、标准差的计算例2 对甲、乙的学习成绩进行抽样分析,各抽5门功课,得到的观测值如下:问:甲、乙谁的平均成绩好?谁的各门功课发展较平衡?例2 解 x 甲=15×(60+80+70+90+70)=74,x 乙=15×(80+60+70+80+75)=73,s 2甲=15×(142+62+42+162+42)=104, s 2乙=15×(72+132+32+72+22)=56, ∵x 甲>x 乙,s 2甲>s 2乙,∴甲的平均成绩较好,乙的各门功课发展较平衡.变式迁移2 为了了解市民的保护意识,某校高一(1)班50名学生在6月5日(世界环境日)这一天调查了各自家庭丢弃旧塑料袋的情况,有关数据如下表:求这50户居民每天丢弃旧塑料袋的标准差.变式迁移2 解 x =2×6+3×16+4×15+5×1350=3.7,s 2=150×[6×(2-3.7)2+16×(3-3.7)2+15×(4-3.7)2+13×(5-3.7)2]=150×(17.34+7.84+1.35+21.97) =0.97标准差s =0.97≈0.985.知识点三平均数、方差的应用例3 从甲、乙两种玉米苗中各抽10株,分别测得它们的株高如下:(单位:cm) 甲:25 41 40 37 22 14 19 39 21 42 乙:27 16 44 27 44 16 40 40 16 40 问:(1)哪种玉米的苗长得高?(2)哪种玉米的苗长得齐?例3 解 (1)x 甲=110×(25+41+40+37+22+14+19+39+21+42)=110×300=30 (cm),x 乙=110×(27+16+44+27+44+16+40+40+16+40)=110×310=31 (cm). ∴x 甲<x乙.(2)s 2甲=110×[(25-30)2+(41-30)2+(40-30)2+(37-30)2+(22-30)2+(14-30)2+(19-30)2+(39-30)2+(21-30)2+(42-30)2] =110×(25+121+100+49+64+256+121+81+81+144) =110×1 042=104.2 (cm 2), s 2乙=110×[(2×272+3×162+3×402+2×442)-10×312] =110×1 288=128.8 (cm 2). ∴s 2甲<s 2乙.答 乙种玉米的苗长得高,甲种玉米的苗长得齐. 点评 特别要注意本题两问中说法的不同,这就意味着计算方式不一样.平均数和方差是样本的两个重要数字特征,方差越大,表明数据越分散;相反地,方差越小,数据越集中.变式迁移3 甲、乙两名战士在相同条件下各射靶10次,每次命中的环数分别是: 甲:8,6,7,8,6,5,9,10,4,7; 乙:6,7,7,8,6,7,8,7,9,5.(1)分别计算以上两组数据的平均数;(2)分别求出两组数据的方差;(3)根据计算结果,估计一下两名战士的射击情况.变式迁移3 解 (1)x 甲=110×(8+6+7+8+6+5+9+10+4+7)=7(环),x 乙=110×(6+7+7+8+6+7+8+7+9+5)=7(环).(2)由方差公式s 2=1n [(x 1-x )2+(x 2-x )2+…+(x n -x )2],得s 2甲=3.0(环2),s 2乙=1.2(环2).(3)x 甲=x 乙,说明甲、乙两战士的平均水平相当;s 2甲>s 2乙,说明甲战士射击情况波动大,因此乙战士比甲战士射击情况稳定.课堂小结1.从数字特征上描述一组数据的情况平均数、众数、中位数描述其集中趋势,方差、极差和标准差描述其波动大小,也可以说方差、标准差和极差反映各个数据与其平均数的离散程度. 2.方差和标准差的运用一组数据的方差或标准差越大,说明这组数据波动越大,方差的单位是原数据的单位的平方,标准差的单位与原单位相同.课堂作业一、选择题1.期中考试以后,班长算出了全班40个人数学成绩的平均分为M ,如果把M 当成一个同学的分数,与原来的40个分数一起,算出这41个分数的平均值为N ,那么M ∶N 为( )A.4041 B .1 C.4140D .2 1.答案:B [N =40M +M41=M ,∴M ∶N =1.]2.已知一组数据为20、30、40、50、50、60、70、80,其中平均数、中位数和众数大小关系是( )A .平均数>中位数>众数B .平均数<中位数<众数C .中位数<众数<平均数D .中位数=众数=平均数2.答案:D3.某中学人数相等的甲、乙两班学生参加同一次数学测试,两班平均分和方差分别为x甲=82分,x 乙=82分,s 2甲=245,s 2乙=190,那么成绩较为整齐的是( )A .甲班B .乙班C .两班一样齐D .无法确定3.答案:B4.下图是某学校举行的运动会上七位评委为某体操项目打出的分数的茎叶统计图,去掉一个最高分和一个最低分后,所剩数据的平均数和方差分别为( )A .84,4.84B .84,1.6C .85,1.6D .85,44.答案:C [去掉最高分93,最低分79,平均分为15(84+84+86+84+87)=85,方差s 2=15[(84-85)2+(84-85)2+(86-85)2+(84-85)2+(87-85)2]=85=1.6.]二、填空题5.一个样本按从小到大的顺序排列为10,12,13,x,17,19,21,24,其中位数为16,则x =______.5.答案:156.如果数据x 1,x 2,x 3,…,x n 的平均数为10,方差为2,则数据7x 1-2,7x 2-2,7x 3-2,…,7x n -2的平均数为________,方差为________.6.答案:68 98解析 平均数=7×10-2=68,方差=72×2=98.7.甲、乙、丙、丁四名射击手在选拔赛中的平均环数x 及其标准差s 如下表所示,则选送决赛的最佳人选应是________.甲 乙 丙 丁 x 7 8 8 7 s2.52.52.837.答案:乙解析 平均数反映平均水平大小,标准差表明稳定性.标准差越小,稳定性越好. 三、解答题8.个体户王某经营一家餐馆,下面是餐馆所有工作人员在某个月份的工资: 王某 厨师甲 厨师乙 杂工 招待甲 招待乙 会计 3 000元450元400元320元350元320元410元(1)计算平均工资;(2)计算出的平均工资能否反映帮工人员这个月收入的一般水平? (3)去掉王某的工资后,再计算平均工资;(4)(3)中所求的平均工资能代表帮工人员的收入吗?8.解 (1)平均工资x =17(3 000+450+400+320+350+320+410)=750(元);(2)因为帮工人员的工资低于平均工资,所以(1)中算出的平均工资不能反映帮工人员在这个月份的月收入的一般水平;(3)去掉王某的工资后的平均工资x =16(450+400+320+350+320+410)=375(元);(4)(3)中计算的平均工资接近于帮工人员月工资收入,所以它能代表帮工人员的平均月收入.9.某校团委为响应顺义区倡导的“我与奥运同行,人人爱护环境”的号召,举办了英语口语竞赛.甲、乙两个小组成绩如下:甲组:76 90 84 86 81 87 86 乙组:82 84 85 89 80 94 76(1)分别求出甲、乙两个小组的平均分、标准差(精确到0.01); (2)说明哪个小组成绩比较稳定?9.解 (1)x 甲=17(76+90+84+86+81+87+86)≈84.29,x 乙=17(82+84+85+89+80+94+76)≈84.29,s 甲=17[(762+902+842+862+812+872+862)-7×84.292]≈4.15, s 乙=17[(822+842+852+892+802+942+762)-7×84.292] ≈5.40.(2)∵s 甲<s 乙,∴甲小组的成绩比较稳定.。
一、教材分析1、教学内容北师大版普通高中课程标准试验教科书数学必修3第1章《4.数据的数字特征》教学设计.2、内容分析《普通高中数学课程标准》中要求数学学习应倡导教师在学习中起主导作用,而学生是学习的主体,自主探索,动手实践,合作交流,阅读自学等学习数学的方式。
提高学生的数学思维能力是数学教育的基本目标之一,本节课将使学生经历数学知识产生的过程性体验,发展学生的数学思维。
《课标》提倡利用信息技术来呈现以往数学学习中难以呈现的课程内容,在教学评价中要求体现评价的多元化。
《课标》中对本节教学内容的要求是:1通过实例理解样本数据标准差的意义和作用,学会计算数据的标准差。
2、能根据实际问题的需求合理地选取样本,从样本数据中提取基本数字特征(如平均数、标准差),并作出合理的解释。
教材通过3个实例的分析,在初中统计学习的基础上理解平均数、众数、中位数、极差、方差、标准差,对数据的刻画特点,例1目的在于使学生理解不同的人根据需要会选择不同的统计量来说明数据,例2要求学生根据茎叶图的分布特征来估计两组数据数字特征的大小、例3是对标准差计算的复习.动手实践部分意义在于使学生体会一次完整收集数据、整理数据、分析数据、得到统计结论的完整统计活动。
二、学情分析1、基础知识:学生在初中已经学习了平均数、众数、中位数、极差、方差和标准差这几个数字特征,并且会给出一组数据,计算其这几个统计量。
2、学习能力和态度:在基础知识学习的基础上,本节学生要理解各个数字特征的特点,同时理解标准差对数据刻画的优势,并且更进一步理解各数字特征对数据刻画的意义。
三、教学目标1、知识与技能理解不同数字特征的意义和作用,并能根据问题的需要选择适当的数字特征来表达数据的信息。
2、过程与方法通过实例,能结合具体情境理解数据标准差的意义和作用,培养学生解决问题的能力,提高学生的运算能力。
3、情感、态度与价值观通过探求反映数据波动情况的统计量,培养学生开放性思维,培养学生的动手操作能力和实践能力。
教学准备1. 教学目标1、知识与技能(1)能结合具体情境理解不同数字特征的意义,并能根据问题的需要选择适当的数字特征来表达数据的信息。
(2)通过实例理解数据标准差的意义和作用,学会计算数据的标准差。
2、过程与方法在分析和解决具体实际问题的过程中,学会用恰当的统计量表示数据的方法,并能结合统计量对所给数据的分布情况作出合理的解释。
23、情感态度价值观通过对现实生活和其他学科中统计问题的分析和解决,体会用数学知识解决现实生活及各学科问题的方法,认识数学的重要性。
2. 教学重点/难点教学重点:理解各个统计量的意义和作用,学会计算数据的标准差。
教学难点: 根据给定的数据,合理地选择统计量表示数据。
3. 教学用具4. 标签教学过程(一)课题引入数据的信息除了通过前面介绍的各种统计图表来加以整理和表达之外,还可以通过一些统计量来表述,也就是将多个数据“加工”为一个数值,使这个数值能够反映这组数据的某些重要的整体特征。
(二)探求新知请大家思考,初中时我们学习了几个统计量?它们在刻画数据时,各有什么样的优点和缺点?请大家结合下面问题的解决,对这个问题进行思考。
平均数:平均数是数据的重心,它是反映数据集中趋势的一项指标。
它的优点在于:对变量的每一个观察值都加以利用,比起众数与中位数,它会获得更多的信息;但是平均数对个别的极端值敏感,当数据有极端值时,最好不要用均值刻画数据。
众数:众数着眼于对各数据出现的次数的考察, 是一组数据中的原数据,其大小只与这组数据中的部分数据有关,当一组数据中有不少数据多次重复出现时,其众数往往是我们关心的一种统计量;注意:(1)一组数据中的众数有时不只一个,如数据2、3、-1、2、l、3中,2和3都出现了2次,它们都是这组数据的众数.(2)如果出现个数一样的数据,或者每个数据都只有一次,那么众数可以不止一个或者没有。
中位数:中位数将观测数据分成相同数目的两部分,其中一部分都比这个数小而另一部分都比这个数据大,对于非对称的数据集,中位数更能实际地描述数据的中心。
1.4数据的数字特征教学目标知识与技能对数据的数字特征进行理解与感悟,由典例分析三数三差的概念与联系,会使用标准差进行计算。
过程与方法在解决一些实际问题,对数据进行分析时利用数据的数字特征进行分析与解决问题。
情感态度价值观由现实生活认识到数据的数字特征对数学数据分析的重要性,培养学生对数学数据的敏感程度,以便学生在后期学习能够更深的挖掘。
教学重点:理解各个统计量的意义和作用,掌握数据计算的标准差。
教学难点: 标准差的应用与理解,其他统计量的意义与计算。
教学过程:(一)情景引入小王去某公司应聘.公司经理说,我们这里报酬不错, 月平均工资是3000元,技术员A说,我的工资是1500元,在公司算中等收入,小王感觉待遇不错,第二天就去上班了.一周后,小王发现了问题,去找经理,“经理,你说的不对,我已问过其他技术员,没有一个技术员的工资超过3000元.经理说:“没错,平均工资确实是每月3000元.不信可看看公司的工资报表.”小王糊涂了,这是怎么回事呢?下表是该公司的月工资报表:经理是否忽悠了小王,为什么?(学生思考交流)(二)课堂探究数据的信息除了通过前面介绍的各种统计图表来加以整理和表达之外,还可以通过一些统计量来表述,也就是将多个数据“加工”为一个数值,使这个数值能够反映这组数据的某些重要的整体特征。
大家思考一下?初中时我们学习了几个特别的统计量呢?它们在刻画数据时,各有什么样的优点和缺点?请大家结合下面问题的解决。
思考1:什么叫平均数?有什么意义?提示:一组数据的和与这组数据的个数的商称为这组数据的平均数. 平均数对数据有“取齐”的作用,代表该组数据的平均水平.数据的平均数为 思考2.什么叫中位数?有什么意义?提示:一组数据按从小到大的顺序排成一列,处于中间位置的数(或中间两个数的平均数)称为这组数据的中位数.一组数据的中位数是唯一的,反映了数据的集中趋势.思考3.什么叫众数?有什么意义?提示:一组数据中出现次数最多的数称为这组数据的众数.一组数据中的众数可能不止一个,也可能没有,反映了数据的集中趋势. 思考4.什么叫极差?有什么意义? 员工 总工程师 工程师 技术员A 技术员B 技术员C 技术员D 技术员E 技术员F见习技术员G 工资 9000 7000 2800 2700 1500 1200 12001200 1200 n x x x 12,,,L n x x x x n12+++=L提示:一组数据的最大值与最小值的差称为这组数据的极差,表示该组数据之间的差异情况.思考5.什么叫方差?有什么意义?方差是样本数据到平均数的平均距离,一般用s2表示,通常用来计算.反应了数据的离散程度,方差越大,数据的离散程度越大;方差越小,数据的离散程度越小.(三)例题讲解例1 某公司员工的月工资情况如表所示:(1)分别计算该公司员工月工资的平均数、中位数和众数.(2)公司经理会选取上面哪个数来代表该公司员工的月工资情况?税务官呢?工会领导呢?解:(1)该公司员工的月工资平均数为即该公司员工月工资的平均数为1 373元.中位数为800元,众数为700元.(2)公司经理为了显示本公司员工的收入高,采用平均数1 373元作为月工资/元 8000 5000 4000 2000 1000 800 700 600 500 员工/人 1 2 4 6 12 8 20 5 2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=---22212)()(1x x x x x x n S n Λ8 0001 5 0002 4 0004 2 0006 1 0001280087002060055002124612820521373⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯++++++++≈,月工资的代表;而税务官希望取月工资中位数800元,以便知道目前的所得税率对该公司的多数员工是否有利;工会领导则主张用众数700元作为代表,因为每月拿700元的员工数最多.例2 在上一节中,从甲、乙两个城市随机抽取的16台自动售货机的销售额可以用茎叶图表示,如图所示:(1)甲、乙两组数据的中位数、众数、极差分别是多少?(2)你能从图中分别比较甲、乙两组数据的平均数和方差的大小吗?解:(1) 观察茎叶图,我们不难看出:甲城市销售额的中位数为20,众数为10,18,30,极差为53;乙城市销售额的中位数为29,众数为23,34,极差为38. (2)从茎叶图中我们可以看出:甲城市销售额分布主要在茎叶图的上方且相对较散,而乙城市的销售额分布则相对集中在茎叶图的中部.由此,我们可以估计:甲城市销售额的平均数比乙城市的小,而方差比乙城市的大.例3 甲、乙两名战士在相同条件下各射击靶10次,每次命中的环数分别是:甲:8,6,7,8,6,5,9,10,4,7;乙:6,7,7,8,6,7,8,7,9,5.(1)分别计算以上两组数据的平均数;(2)分别求出这两组数据的方差;(3)请根据这两名射击手的成绩估计这两名战士的射击情况. 注意:那么,在刻画数据的离散程度时,这个统计量应该满足哪些原则呢?(1)应充分利用所得到的数据,以便提供更确切的信息;(2)仅用一个数值来刻画数据的离散程度;(3)对于不同的数据集,当离散程度大时,该数值也大。
第七课时§1.5数据的数字特征
一、教学背景分析:在义务教育阶段,学生已经通过实例,学习了平均数、中位数、众数、极差、方差等,并能解决简单的实际问题。
(由于义务教育阶段《大纲》中对统计部分的要求与《标准》的要求相差较大,若是承接现行《大纲》的话,建议先补充《标准》中第三学段相应部分的内容。
)在这个基础上高中阶段还将进一步学习标准差,并在学习中不断地体会它们各自的特点,在具体的问题中根据情况有针对性地选择一些合适的数字特征。
二、教学目标:1、能结合具体情境理解不同数字特征的意义,并能根据问题的需要选择适当的数字特征来表达数据的信息,培养学生解决问题的能力。
2、通过实例理解数据标准差的意义和作用,学会计算数据的标准差,提高学生的运算能力。
三、教学重、难点
教学重点:平均数、中位数、众数、极差、方差、标准差的计算、意义和作用。
教学难点:根据问题的需要选择适当的数字特征来表达数据的信息。
四、设计思路
1、教法构想:本节教学设计依据课程标准,在义务教育阶段的基础上,进一步掌握平均数、中位数、众数、极差、方差、标准差的计算、意义和作用。
通过具体的实例,让学生理解数字特征的意义,并能选择适当的数字特征来表达数据的信息。
2、学法指导:学生自主探究,交流合作,教师归纳总结相结合。
五、教学实施
(一)、导入新课
提出问题:小明开设了一个生产玩具的小工厂,管理人员由小明、他的弟弟和六个亲戚组成。
工作人员由五个领工和十个工人组成。
工厂经营的很顺利,需增加一个新工人,小亮需要一份工作,应征而来与小明交谈。
小明说:“我们这里报酬不错,平均薪金是每周300元。
你在学徒期每周75元,不过很快就可以加工资了。
”小亮工作几天后找到小明说:“你欺骗了我,我已经找其他工人核对过了,没有一个人的工
资超过每周100元,平均工资怎么可能是一周300元呢?”小名说:“小亮啊,不要激动,平均工资是300元,你看,这是一张工资表。
”工资表如下:
这到底是怎么了?(学生思考交流)。
教师
点出课题:数据的数字特征 (二)、推进新课 Ⅰ、新知探究
提出问题:1、什么叫平均数?有什么意义?2、什么叫中位数?有什么意义?3、什么叫众数?有什么意义?4、什么叫极差?有什么意义?5、什么叫方差?有什么意义?6、什么叫标准差?有什么意义?
讨论结果:1、一组数据的和与这组数据的个数的商称为这组数据的平均数。
数据
12,,,n x x x 的平均数为12n
x x x x n
++
+=。
平均数对数据有“取齐”的作用,代
表该组数据的平均水平。
2、一组数据按从小到大的顺序排成一列,处于中间位置的数称为这组数据的中位数。
一组数据的中位数是唯一的,反映了数据的集中趋势。
3、一组数据中出现次数最多的数称为这组数据的众数。
一组数据中的众数可能不止一个,也可能没有,反映了数据的集中趋势。
4、一组数据的最大值与最小值的差称为这组数据的极差,表示该组数据之间的差异情况。
5、方差是样本数据到平均数的平均距离,一般用2
s 表示,通常用公式
2222121
[()()()]n s x x x x x x n
=-+-+
+-来计算。
反映了数据的离散程度。
方差
越大,数据的离散程度越大。
方差越小数据的离散程度越小。
6、标准差等于方差的正的平方根,即s
围绕平均数的波动程度的大小。
Ⅱ、应用示例
例1 某公司员工的月工资情况如表所示:
(1)、分别计算该公司员工月工资的平均数、中位数、和众数。
(2)、公司经理会选取上面哪个数来代表该公司员工的月工资情况?税务官呢?工会领导呢?
解:(1)经计算可以得出:该公司员工月工资的平均数为1373元,中位数为800元,众数为700元。
(2)、公司经理为了显示本公司员工的收入高,采用平均数;而税务官希望取中位数,以便知道目前的所得税率对该公司的多数员工是否有利;工会领导则主张用众数,因为每月拿700元的员工最多。
点评:平均数是将所有的数据都考虑进去得到的度量,它是反映数据平均水平最常用的统计量;中位数将观测数据分成相同数目的两部分,其中一部分都比这个数小而另一部分都比这个数大,对于非对称的数据集,中位数更实际地描述了数据的中心;当变量是分类变量时,众数往往经常被使用。
变式训练:1、下表是某班40名学生参加“环保知识竞赛”的得分统计表:
请参照这个表解答下列问题:(1)用含x,y的式子表示该班参加“环保知识竞赛”的班平均分f;(2)若该班这次竞赛的平均分为2.5分,求,x y的值。
解:(1)
3559
40
x y
f
++
=;(2)依题意,有
3541
11
{x y
x y
+=
+=解得
7
4
{x
y
=
=
例2 甲、乙两台机床同时生产直径是40mm的零件。
为了检验产品质量,从两台机床生产的产品中各抽取10件进行测量,结果如下表所示
分别计算上面从甲、乙两台机床抽取的10件产品直径的标准差。
解:从数据容易得到甲、乙两台机床生产的这10件产品直径的平均值40()
x x mm
==
乙
甲。
我们分别计算它们直径的标准差:
0.161()
s mm ==
甲
0.077()
s mm ==
乙
由上面的计算可以看出:甲、乙两台机床生产的产品直径的平均值相同,而甲机床生产的产品直径的标准差为0.161mm,比乙机床的标准差0.077mm大,说明乙机床生产
的零件更标准些,即乙机床的生产过程更稳定一些。
点评:对数据数字特征内容的评价,应当更多地关注对其本身意义的理解和在新情境中的应用,而不是记忆和使用的熟练程度。
Ⅲ、知能训练
1、下列说法正确的是(D )
A.甲、乙两班期末考试数学平均成绩相同,这表明这两个班数学学习情况一样。
B.期末考试数学成绩的方差甲班比乙班小,这表明甲班的数学学习情况比乙班好。
C.期末考试数学平均成绩甲、乙两班相同,方差甲班比乙班大,则数学学习甲班比乙班好。
D.期末考试数学平均成绩甲、乙两班相同,方差甲班比乙班小,则数学学习甲班比乙
班好。
2、(2007海南高考,理11)甲、乙、丙三名射箭运动员在某次测试中各射箭20次,三人的测试成绩如下表: 甲的成绩:
乙的成绩:
丙的成绩:
123s s s 、、分别表示甲、乙、丙三名射箭运动员这次测试成绩的标准差,则有(C )
A.123s s s >>
B.312s s s >>
C.213s s s >>
D.231s s s >>
3、某同学使用计算器求30个数据的平均数时,错将其中一个数据105输入为15,那么由此求出的平均数与实际平均数的差是 -3 Ⅳ、拓展提升
甲、乙两种玉米苗各抽10株,分别测得它们的株高如下(单位:cm )
问:(1)哪种玉米的苗长得高?(2)哪种玉米的苗长得齐?
解:(1)30()x cm =甲,31()x cm =乙 x x ∴<乙甲,即乙种玉米的苗长得高。
(2)
2222 22
104.2(),128.8() s cm s cm s s
==
∴<乙
甲
乙
甲
即甲种玉米的苗长得齐。
(三)、课堂小结:本节课通过具体实例探讨和学习了平均数、中位数、众数、极差、方差、标准差的计算、意义和作用,让学生体会所学内容与现实世界的密切联系。
(四)、作业:课本30—31页习题1—4 1、2。
六、设计体会(教后反思)
统计的学习,本质上是统计活动的学习,而不是概念和公式的学习。
因此在本节教学设计中所采用的数据和问题情境尽可能来源于实际,充分挖掘学生生活中与数据有关的素材,使他们体会所学内容与现实世界的密切联系。
另外,在教学活动中,还要特别加强小组活动的组织与教学,并在活动的过程中引导学生逐步体会统计的作用和基本思想。