苏教版高中数学《方差与标准差》word导学案

第24课时方差与标准差【学习导航】学习要求1．体会方差与标准差也是对调查数据的一种简明的描述，要求熟练记忆公式，并能用于生产实际和科学实验中；2．体会方差与标准差对数据描述中的异同。

【课堂互动】自学评价案例有甲乙两种钢筋现从中各抽取一个样本(如下表)检查它们的抗拉强度(单位:kg/mm2)，125．哪种钢筋的质量较好?【分析】在平均数相同的情况下，观察上述数据表，发现乙样本的最小值100低于甲样本的最小值110，最大值145高于甲样本的最大值135，这说明乙种钢筋没有甲种钢筋的抗拉强度稳定．在平均数相同的情况下，比较两组数据的极差能大概判断它们的稳定程度．极差: 我们把一组数据的最大值与最小值的差称为极差．从数据表上可以看出，乙的极差较大，数据较分散;甲的极差小，数据较集中，这就说明甲比乙稳定．运用极差对两组数据进行比较，操作简单方便，但如果两组数据的集中程度差异不大时，就不容易得出结论．这时，我们考虑用更为精确的方法——方差．在上一课时中，学习了总体平均数的估计，其中提到平均数是“最理想”近似值的缘由．同样我们可以考虑每一抗拉强度与平均抗拉强度的离差，离差越小，稳定性就越高．那么，怎样来刻画一组数据的稳定程度呢？在上一课时中，设n个实验值ia(i=1，2，…，n)的近似值为x，那么它与这n个实验值ia(i=1，2，…，n)的离差分别为1ax-，2ax-，…，nax-．由于上述离差有正有负，故不宜直接相加．可以考虑将各个离差的绝对值相加，研究|1ax-|+|2ax-|+…+|nax-|取最小值时x的值．但由于含绝对值，运算不太方便，所以考虑离差的平方和，即(1ax-)2+(2ax-)2+…+(nax-)2，当此和最小时，对应的x的值作为近似值，因为(1ax-)2+(2ax-)2+…+(nax-)2=22221212)(2nnaaaxaaanx+⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅++-，所以当)(121naaanx+⋅⋅⋅++=时离差的平方和最小，故可用)(121naaan+⋅⋅⋅++作为表示这个物理量的理想近似值，称其为这n个数据1a，2a，…，na的平均数或均值，一般记为)(121naaana+⋅⋅⋅++=．在上述过程中，可以发现，一组数据与其平均数的离差的平方和最小，考虑用与其平均数的离差的平方和来刻画一组数据的稳定程度是可行的．即本案例中，可用各次抗拉强度与平均抗拉强度的差的平方和表示．由于比较的两组数据的容量可能不同，因此应将上述平方和除以数据的个数，我们把由此所得的值称为这组数据的方差．因为方差与原始数据的单位不同，且平方后可能夸大了离差的程度，我们将方差开方后的值称为这组数据的标准差．标准差也可以刻画数据的稳定程度．一般地，设一组样本数据nxxx,,,21⋅⋅⋅，其平均数为x，则称∑=-=niixxns122)(1为这个样本的方差，其算术平方根∑=-=ni i x x n s 12)(1 为样本的标准差，分别简称样本方差，样本标准差．根据上述方差计算公式可算得甲、乙两个样本的方差分别为50和165，故可认为甲种钢筋的质量好于乙种钢筋．【精典范例】例1 甲、乙两种冬水稻试验品种连续5年的平均单位面积产量如下（单位：t/hm 2）, 试根据这组数据估计哪一种水稻品种的产量比较稳定：【解】甲品种的样本平均数为10，样本方差为222)101.10()109.9()108.9[(-+-+- ])102.10()1010(22-+-+5÷＝0.02乙品种的样本平均数也为10，样本方差为222)108.10()103.10()104.9[(-+-+- 5])108.9()107.9(22÷-+-+＝0.24例2 为了保护学生的视力，教室内的日光灯在使用一段时间后必须更换。

2.3。

2 方差与标准差的统计问题。

1．极差把一组数据的最大值与最小值的差称为极差．极差较大，数据点较分散;极差较小，数据点较集中，较稳定．运用极差对两组数据进行比较，操作简单方便，但当两组数据的集中程度差异不大时,就不容易得出结论．预习交流1下列叙述不正确的序号是__________．①样本的平均数可以近似地描述总体的平均水平②极差描述了一组数据变化的幅度③样本的方差描述了一组数据围绕平均数波动的大小④一个班级的数学成绩的方差越大，说明成绩越稳定提示：一个班级的数学成绩的方差越大,说明成绩越不稳定,故④不正确．2．样本方差、样本标准差的概念一般地，设一组样本数据x1，x2,…,x n,其平均数为错误!，则称s2＝错误!错误!(x i－错误!)2为这个样本的方差，其算术平方根s＝错误!为样本的标准差，分别简称样本方差、样本标准差．标准差的单位与原始数据单位相同，方差的单位是原始数据单位的平方．预习交流2样本方差和样本标准差描述了样本数据的什么特征？提示：样本方差与样本标准差是刻画数据的离散程度的统计量,它反映了一组数据围绕其平均数波动的大小程度．方差、标准差越大，离散程度越大，方差、标准差越小，离散程度越小,就越稳定．因此方差、标准差也可以刻画一组数据的稳定程度．预习交流3（1)下列说法中正确的是__________．①在统计里，把所需考察对象的全体叫做总体②一组数据的平均数一定大于这组数据中的每个数据③平均数、众数与中位数从不同的角度描述了一组数据的集中趋势④一组数据的方差越大说明这组数据的波动越大（2)在统计中，样本的标准差可以近似地反映总体数据的①平均状态②分布规律③离散程度④最大值和最小值其中正确的是__________．（3）若样本x1＋1,x2＋1，x3＋1，…，x n＋1的平均数为10，方差为2,则样本x1＋2,x2＋2，x3＋2，…，x n＋2的平均数、方差分别为__________，__________.提示：（1)①③④（2)③(3）11 2一、方差、标准差的计算某校甲、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，投中的次数如下表：思路分析：解答本题的关键是掌握方差、标准差的公式和求解步骤．解：错误!＝错误!＝7，错误!＝错误!＝7，s错误!＝错误!［(6－7)2＋3×（7－7)2＋（8－7）2]＝错误!＝0。

方差与标准差导学案一．教学目标1．经历刻画数据离散程度的探索过程，感受表示数据离散程度的必要性2．掌握方差和标准差的概念，卉计算方差和标准差，理解它们的统计意义3．经历探索极差、方差的应用过程，体会数据波动中的极差、方差的求法时以及区别，积累统计经验二．要点梳理1．我们知道极差只能反映一组数据中两个之间的大小情况，而对其他数据的波动情况不敏感2．描述一组数据的离散程度可以采取许多方法，在统计中常采用先求这组数据的，再求这组数据与的差的的平均数，用这个平均数衡量这组数据的波动性大小3．设在一组数据X1，X2，X3，X4，……XN中，各数据与它们的平均数的差的平方分别是（X1- ）2，（X2- ）2，（X3- ）2，……，（Xn- ）2,,那么我们求它们的平均数，即用S2=4．一组数据方差的算术平方根叫做这组数据的。

．方差是描述一组数据的特征数，可通过比较其大小判断波动的大小，方差说明数据越稳定，6．为什么要这样定义方差？7．为什么要除以数据的个数n?8．标准差与方差的区别和联系？三．问题探究知识点1 探究计算数据方差和标准差的必要性例1质检部门从A、B两厂生产的乒乓球中各抽取了10只，对这些乒乓球的直径进行了检测，结果如下（单位：）A厂：400 ，399 ，400 ，401 ，402 ，398 ，400 ，399 ，400 ，401B厂：398 ，402 ，398 ，402 ，399 ，401 ，398 ，402 ，398 ，402思考探索：1、请你算一算它们的平均数和极差？2、根据它们的平均数和极差，你能断定这两个厂生产的乒乓球直径同样标准吗？3、观察根据上面数据绘制成的下图，你能发现哪组数据较稳定吗？直径/ 直径/A厂B厂知识点2如何计算一组数据的方差和标准差例2在一组数据中x1、x2、x3…xn中，它们与平均数的差的平方是(x1－)2, (x2－)2 , (x3－)2 , …, (xn－)2 我们用它们的平均数，即用S2=1N [(x1－)2＋(x2－)2 ＋(x3－)2…＋(xn－)2 ]描述这组数据的离散程度，并把它叫做这组数据的在有些情况下，需要用方差的算术平方根，即描述一组数据的离散程度，并把它叫做这组数据的标准差【变式】甲、乙两台机床生产同种零，10天出的次品分别是：甲：0、1、0、2、2、0、3、1、2、4乙：2、3、1、2、0、2、1、1、2、1分别计算出两个样本的平均数和方差，根据你的计算判断哪台机床的性能较好？知识点3例3已知，一组数据x1,x2,……，xn的平均数是10，方差是2，①数据x1+3,x2+3,……，xn+3的平均数是方差是，②数据2x1,2x2,……，2xn的平均数是方差是，③数据2x1+3,2x2+3,……，2xn+3的平均数是方差是，你能找出数据的变化与平均数、方差的关系吗？四．堂操练1、一组数据：，，0，，1的平均数是0，则= 方差2、如果样本方差，那么这个样本的平均数为样本容量为3、已知的平均数10，方差3，则的平均数为，方差为4、样本方差的作用是（）A、估计总体的平均水平B、表示样本的平均水平、表示总体的波动大小D、表示样本的波动大小，从而估计总体的波动大小、小明和小兵10次100跑测试的成绩（单位：s）如下：（）小明：148 , 1 , 139 , 144 , 141 , 147 , 10 , 142 , 149 , 14小兵：143 , 11 ，10 ，132 ，142 ，143 , 13 , 161 , 144 , 148如果要从他们两人中选一人参加学校田径运动会，那么应该派谁去参加比赛？６、甲、乙两人进行射击比赛，在相同条下各射击10次，他们的平均成绩均为7环，10次射击的方差分别分别是3和12。

10.3 《方差与标准差》导学案（2）一、教学内容：方差与标准差二、学习目标：1、知道可以用样本、方差、样本、标准差去推断总体与方差，总体与标准差。

2、能运用方差、标准差解释统计结果，并根据结果作出简单判断，从而帮助决策者作出恰当决策。

三、教学重点、难点：依据统计结果，作出恰当决策。

四、课前准备：请同学们回顾上节学习的内容，完成任务：1、研究一组数据的离散程度一般用等。

其一般规律是。

2、一组数据的离散程度，就是通常所指的这组数据的稳定性，离散程度越小，稳定性越高。

因此研究数据的稳定性指标一般用等。

五、学习过程：（一）课前预习：课前阅读教材P101—P102内容，自主完成下列问题：若你是工厂的老板，想对你的车床工人的技术进行测试，你将用什么办法？请说说你的想法？（二）课内探究：依据课前预习的结果，请自主探究完成下列问题：例 2.要从甲、乙两位车工中选拔一名车工参加比赛，从他们加工的零件中任意抽取5个进行检验，测得它们的直径（单位：毫米）如下：甲加工的零件：15.05，15.02，14.97，14.96，15.00乙加工的零件：15.00，15.01，15.02，14.97，15.00①分别求两个样本的平均数和方差②应推荐谁参加技术比赛，说明理由。

例3.山青农场连续6年在管理和自然条件相同、面积相等的两块土地上种植甲、乙两种玉米，各年的平均产量如下（单位：千克）：由以上两个问题解答，你能理清这种问题的解题思路吗？①②③巩固训练：课本P104第1、2、3、4题六、课堂检测：甲、乙两同学进行练习射击练习，两人在相同条件下各射靶10次，射击结果统②请运用学过知识评价甲、乙两人的射击水平？七、小结：。