1.2独立性检验
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1.2独立性检验的基本思想及其初步应用教学目标:1理解独立性检验的基本思想2、会从列联表、柱形图、条形图直观判断吸烟与患癌有关。
3、了解随机变量K2的含义。
教学重点:理解独立性检验的基本思想。
教学难点;1、理解独立性检验的基本思想、2、了解随机变量K2的含义。
教学过程:一、引入:从问题“吸烟是否与患肺癌有关系”引出独立性检验的问题,并借助样本数据的列联表,柱形图,和条形图的展示,使学生直观感觉到吸烟和患肺癌可能会有关系。
但这种结论能否推广到总体呢?要回答这个问题,就必须借助于统计理论来分析。
二、独立性检验就是检验两个分类变量是否有关的一种统计方法:用字母表示吸烟与患肺癌的列联表:不患肺癌患肺癌合计不吸烟 a b a+b吸烟 c d c+d合计a+c b+d a+b+c+d样本容量 n=a+b+c+d假设H0 : 吸烟与患肺癌没有关系。
则吸烟者中不患肺癌的的比例应该与不吸烟者中相应的比例差不多,即:()()()()()()()220a ca c d c ab ad bc a b c dad bc n ad bc k a b c d a c b d n a b c d≈⇒+≈+⇒-≈++--=++++=+++因此 : 越小, 说明吸烟与患肺癌之间关系越弱.构造随机变量 其中()()2781721489874916.635⨯⨯≈⨯⨯⨯≥≈≥2020220202若H 成立,则K 应该很小. 把表中数据代入公式9965777549-422099K =56.632在H 成立的情况下.统计学家估算出如下概率P K 0.01即在H 成立的情况下,K 的值大于6.635的概率非常小.如果K 6.635,就断定H 不成立,出错的可能性有多大?出现K =56.6326.635 的概率不超过1% .因此,我们有99%的把握认为"吸烟与患肺癌有关系."三、作业:预习17页。
1.2独立性检验的基本思想及其初步应用(第二课时)。
独立性检验的基本思想及其初步应用通过探究“秃顶是否与患心脏病有关系”引出独立性检验的问题,并借助样本数据的列联表、柱形图和条形图展示患心脏病的秃顶比例比患其它病的秃顶比例高,让学生亲身体验独立性1416 复习1:统计量2K :复习2:独立性检验的必要性:二、新课导学 ※ 学习探究新知1:独立性检验的基本思想: 1、 独立性检验的必要性:探究任务:吸烟与患肺癌的关系第一步:提出假设检验问题 H 0:第二步:根据公式求2K 观测值k =(它越小,原假设“H 0:吸烟与患肺癌没有关系”成立的可能性越 ;它越大,备择假设“H 1: ” 成立的可能性越大.)第三步:查表得出结论※典型例题例1 在某医院,因为患心脏病而住院的665名男性病人中,有214人秃顶;而另外772名不是因为患心脏病而住院的男性病人中有175名秃顶. 分别利用图形和独立性检验方法判断秃顶与患心脏病是否有关系?你所得的结论在什么范围内有效?小结:用独立性检验的思想解决问题:第一步:第二步:第三步:例2为考察高中生的性别与是否喜欢数学课程之间的关系,在某城市的某校高中生中随机抽k . 在多大程度上可以认为高中生的性别与是否由表中数据计算得到K的观察值 4.513数学课程之间有关系?为什么?※动手试试练1. 某市为调查全市高中生学习状况是否对生理健康有影响,随机进行调查并得到如下的列联表:请问有多大把握认为“高中生学习状况Array与生理健康有关”?三、总结提升※学习小结1. 独立性检验的原理:2. 独立性检验的步骤:※知识拓展. Array※自我评价你完成本节导学案的情况为().A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差※当堂检测(时量:5分钟满分:10分)计分:1. 在吸烟与患肺病这两个分类变量的计算中,下列说法正确的是()A. 若k=6.635,则有99%的把握认为吸烟与患肺病有关,那么100名吸烟者中,有99个患肺病.B. 从独立性检验可知,有99%的把握认为吸烟与患肺病有关时,可以说某人吸烟,那么他有99%的可能性患肺病.C. 若从统计量中求出有95%的把握认为吸烟与患肺病有关,是指有5%的可能性使推断出现错误.D. 以上三种说法都不对.2. 下面是一个22⨯列联表则表中a,b 的之分别是( )D. 54,52 3.某班主任对全班50名学生进行了作业量多少的调查,数据如下表:则认为喜欢玩游戏与认为作业量多少有关系的把握大约为( )A. 99%B. 95%C. 90%D.无充分依据4. 在独立性检验中,当统计量2K 满足时,我们有99%的把握认为这两个分类变量有关系. 5. 在22⨯列联表中,统计量2K = . 为考察某种药物预防疾病的效果,进行动物试验,得到如下列联表 能以97.5%的把握认为药物有效吗?为什么?。
1.2独立性检验1.2独立性检验的基本思想及其初步应用1.某班主任对全班50名学生进行了作业量多少的调查,数据如下表:认为作业多 认为作业不多 总数 喜欢玩电脑游戏 18 9 27 不喜欢玩电脑游戏 8 15 23 总数262450根据表中数据得到25018158927232426k ()⨯⨯-⨯=≈⨯⨯⨯ 5.059,因为p(K 2≥5.024)=0.025,则认为喜欢玩电脑游戏与认为作业量的多少有关系的把握大约为( )(A)97.5% (B) 95% (C)90% (D)无充分根据2.(2011•湛江一模)利用独立性检验来考虑两个分类变量X 和Y 是否有关系时,通过查阅表格来确定“X 和Y 有关系”的可信度.如果k >3.84,那么有把握认为“X 和Y 有关系”的百分比为( ) P(0.50.400.250.150.100.050.0250.0100.0050.001K2>k)k 0.455 0.7081.3232.0722.7063.845.0246.6357.87910.83A.5%B.75%C.99.5%D.95%3.(2012•泰安一模)下列说法:①将一组数据中的每个数据都加上或减去同一个常数后,方差恒不变;②设有一个回归方程,变量x增加一个单位时,y平均增加5个单位;③线性回归方程必过;④在一个2×2列联表中,由计算得K2=13.079,则有99%的把握确认这两个变量间有关系;其中错误的个数是()A.0B.1C.2D.34.(2010•泰安二模)某医疗研究所为了检验新开发的流感疫苗对甲型H1N1流感的预防作用,把1000名注射了疫苗的人与另外1000名未注射疫苗的人的半年的感冒记录作比较,提出假设H:“这种疫苗不能起到预防甲型H1N1流感的作用”,并计算出P(Χ2≥6.635)≈0.01,则下列说法正确的是()A.这种疫苗能起到预防甲型H1N1流感的有效率为1%B.若某人未使用该疫苗,则他在半年中有99%的可能性得甲型H1N1C.有1%的把握认为“这种疫苗能起到预防甲型H1N1流感的作用”D.有99%的把握认为“这种疫苗能起到预防甲型H1N1流感的作用”5.(2012•枣庄一模)通过随机询问100名性别不同的大学生是否爱好踢毪子运动,得到如下的列联表:男女总计爱好10 40 50不爱好20 30 50总计30 70 100附表:P(K2≥k)0.10 0.05 0.025k 2.706 3.841 5.024随机变量,经计算,统计量K2的观测值k≈4.762,参照附表,得到的正确结论是()A.在犯错误的概率不超过5%的前提下,认为“爱好该项运动与性别有关”B.在犯错误的概率不超过5%的前提下,认为“爱好该项运动与性别无关”C.有97.5%以上的把握认为“爱好该项运动与性别有关”D.有97.5%以上的把握认为“爱好该项运动与性别无关”6.(2013•临沂一模)某校为了研究学生的性别和对待某一活动的态度(支持和不支持两种态度)的关系,运用2×2列联表进行独立性检验,经计算K2=7.069,则所得到的统计学结论是:有()的把握认为“学生性别与支持该活动有关系”.P(k2≥k) 0.100 0.050 0.025 0.010 0.0012.7063.841 5.024 6.635 10.828 kA.0.1%B.1%C.99%D.99.9%7.(2012•武昌区模拟)通过随机询问110名性别不同的行人,对过马路是愿意走斑马线还是愿意走人行天桥进行抽样调查,得到如下的列联表:男女总计走天桥40 20 60走斑马线20 30 50总计60 50 110由,算得参照独立性检验附表,得到的正确结论是()A.有99%的把握认为“选择过马路的方式与性别有关”B.有99%的把握认为“选择过马路的方式与性别无关”C.在犯错误的概率不超过0.1%的前提下,认为“选择过马路的方式与性别有关”D.在犯错误的概率不超过0.1%的前提下,认为“选择过马路的方式与性别无关”8.(2012•上饶一模)在调查学生数学成绩与物理成绩之间的关系时,得到如下数据(人数:)合计物理成绩好物理成绩不好数学成绩好18 7 256 19 25数学成绩不好合计24 26 50数学成绩与物理成绩之间有把握有关?()A.90%B.95%C.97.5%D.99%9.(2014•韶关二模)由于工业化城镇化的推进,大气污染日益加重,空气质量逐步恶化,雾霾天气频率增大,大气污染可引起心悸、胸闷等心脏病症状.为了解某市患心脏病是否与性别有关,在某医院心血管科随机的对入院50位进行调查得到了如表:患心脏病不患心脏病合计男20 5 25女10 15 25合计30 20 50参考临界值表:p(p2≥k) 0.15 0.10 0.05 0.025 0.010.0050.001K 2.072 2.7063.8415.0246.6357.87910.828(参考公式:K2=其中n =a +b +c +d).问有多大的把握认为是否患心脏病与性别有关.答:()A.95% B.99% C.99.5% D.99.9%10.(2014•黄山二模)某部门为了了解青年人喜欢户外运动是否与性别有关,运用2×2列联表进行独立性检验,经计算K2=7.069,则所得到的统计学结论为:有()把握认为“喜欢户外运动与性别有关”.附:(独立性检验临界值表)P(K2≥k) 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001k3.841 5.024 6.636 7.879 10.828A.0.1%B.1%C.99%D.99.9%11.(2014•永州三模)随机调查某校110名学生是否喜欢跳舞,由列联表和公式K2=计算出K2,并由此作出结论:“有99%的可能性认为学生喜欢跳舞与性别有关”,则K2可以为()附表:P(K2≥k) 0.10 0.05 0.025 0.010k2.7063.841 5.024 6.635A.3.565B.4.204C.5.233D.6.842 12.(2013•河南模拟)某中学采取分层抽样的方法从高二学生中按照性别抽出20名学生,其选报文科、理科的情况如下表所示,男女文科 2 5理科 10 3则以下判断正确的是()参考公式和数据:k2=p(k2≥k) 0.15 0.10 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001k2.07 2.713.84 5.02 6.64 7.88 10.83A.至少有97.5%的把握认为学生选报文理科与性别有关B.至多有97.5%的把握认为学生选报文理科与性别有关C.至少有95%的把握认为学生选报文理科号性别有关D.至多有95%的把握认为学生选报文理科与性别有关13.(2014•泰安一模)为调查某地区老年人是否需要志愿者提供帮助,用简单随机抽样方法从该地区调查了500位老人,结果如表:性别是否需要志愿者男女需要40 30不需要160 270由算得,附表:P(K2≥k)0.050 0.010 0.001k 3.841 6.635 10.828参照附表,得到的正确结论是()A.在犯错误的概率不超过0.1%的前提下,认为“需要志愿者提供帮助与性别有关”B.在犯错误的概率不超过0.1%的前提下,认为“需要志愿者提供帮助与性别无关”C.有99%以上的把握认为“需要志愿者提供帮助与性别有关”D.有99%以上的把握认为“需要志愿者提供帮助与性别无关”14.(2012•潍坊二模)为了普及环保知识,增强环保意识,某大学从理工类专业的A班和文史类专业的B班各抽取20名同学参加环保知识测试.统计得到成绩与专业的列联表:优秀非优秀总计A班14 6 20B班7 13 20C班21 19 40附:参考公式及数据:(1)卡方统计量(其中n=n11+n12+n21+n22);(2)独立性检验的临界值表:P(x2≥k)0.050 0.010K3.841 6.635则下列说法正确的是()A.有99%的把握认为环保知识测试成绩与专业有关B.有99%的把握认为环保知识测试成绩与专业无关C.有95%的把握认为环保知识测试成绩与专业有关D.有95%的把握认为环保知识测试成绩与专业无关15.(2014•潍坊三模)为了解某班学生喜爱打篮球是否与性别有关,对该班50名学生进行了问卷调查,得到如下的2×2列联表.喜爱打篮球不喜爱打篮球合计男生20 5 25女生10 15 25合计30 20 50则至少有()的把握认为喜爱打篮球与性别有关.A.95%B.99%C.99.5%D.99.9% 16.(2014•珠海二模)通过随机询问100名性别不同的小学生是否爱吃零食,得到如下的列联表:男女总计爱好10 40 50不爱好20 30 50总计30 70 100P(K2≥k)0.10 0.05 0.025k 2.706 3.841 50.24由K2=算得K2=≈4.762参照附表,得到的正确结论()A.在犯错误的概率不超过5%的前提下,认为“是否爱吃零食与性别有关”B.在犯错误的概率不超过5%的前提下,认为“是否爱吃零食与性别无关”C.有97.5%以上的把握认为“是否爱吃零食与性别有关”D.有97.5%以上的把握认为“是否爱吃零食与性别无关”17.某班主任对全班50名学生作了一次调查,所得数据如表:认为作业多认为作业不多总计喜欢玩电脑游戏18 9 27不喜欢玩电脑游戏8 15 23总计26 24 50由表中数据计算得到K2的观测值k≈5.059,于是________(填“能”或“不能”)在犯错误的概率不超过0.01的前提下认为喜欢玩电脑游戏与认为作业多有关.18.为考察某种药物预防禽流感的效果,进行动物家禽试验,调查了100个样本,统计结果为:服用药的共有60个样本,服用药但患病的仍有20个样本,没有服用药且未患病的有20个样本.(1)根据所给样本数据完成下面2×2列联表;(2)请问能有多大把握认为药物有效?不得禽流感得禽流感总计服药不服药总计参考答案1.A 【解析】试题分析:∵根据表中数据得到K225018158927232426()⨯⨯-⨯=⨯⨯⨯≈5.059,因为p (K 2≥5.024)=0.025,∴认为喜欢玩电脑游戏与认为作业量的多少有关系的把握大约为1-0.025=97.5% 故选A .考点:独立性检验的应用. 2.D 【解析】试题分析:根据所给的观测值,把观测值同表格所给的临界值进行比较,看观测值大于哪一个临界值,得到说明两个变量有关系的可信程度.解:∵k>3.84,∴有0.05的几率说明这两个变量之间的关系是不可信的,即有1﹣0.05=95%的把握说明两个变量之间有关系,故选D.点评:本题考查独立性检验,考查两个变量之间的关系的可信程度,考查临界值表的应用,本题是一个基础题,关键在于理解临界值表的意义,而没有要我们求观测值,降低了题目的难度.3.C【解析】试题分析:①方差反映一组数据的波动大小,将一组数据中的每个数据都加上或减去同一个常数后,方差恒不变;②设有一个回归方程,变量x增加一个单位时,y平均减少5个单位;③线性回归方程必过必过样本中心点;④由计算得K2=13.079,则其两个变量间有关系的可能性是99.9%,解:①方差反映一组数据的波动大小,将一组数据中的每个数据都加上或减去同一个常数后,方差恒不变,故①正确;②设有一个回归方程,变量x增加一个单位时,y平均减少5个单位,故②不正确;③线性回归方程必过必过样本中心点,故③正确;④由计算得K2=13.079,对照临界值,可得其两个变量间有关系的可能性是99.9%,故④错误,综上知,错误的个数是2个故选C.点评:本题考查线性回归方程,考查独立性检验,考查方差的变化特点,是一个考查的知识点比较多的题目,注意分析,本题不需要计算,只要理解概念就可以得出结论.4.D【解析】试题分析:根据计算出的临界值,同临界值表进行比较,得到假设不合理的程度约为99%,即这种疫苗不能起到预防甲型H1N1流感的作用不合理的程度约为99%,得到正确答案.解:∵并计算出P(Χ2≥6.635)≈0.01,这说明假设不合理的程度约为99%,即这种疫苗不能起到预防甲型H1N1流感的作用不合理的程度约为99%,∴有99%的把握认为“这种疫苗能起到预防甲型H1N1流感的作用”故选D.点评:本题是一个独立性检验,我们可以利用临界值的大小来决定是否拒绝原来的统计假设,若值较大就拒绝假设,即拒绝两个事件无关.5.A【解析】试题分析:题目的条件中已经给出这组数据的观测值,我们只要把所给的观测值同节选的观测值表进行比较,发现它大于3.841,在犯错误的概率不超过5%的前提下,认为“爱好这项运动与性别有关”.解:由题意算得,k2=4.762>3.841,参照附表,可得在犯错误的概率不超过5%的前提下,认为“爱好这项运动与性别有关”.故选A.点评:本题考查独立性检验的应用,本题有创新的地方就是给出了观测值,只要进行比较就可以,是一个基础题.6.C【解析】试题分析:把观测值同临界值进行比较.得到有99%的把握说学生性别与支持该活动有关系.解:∵K2=7.069>6.635,对照表格:)0.100 0.050 0.025 0.010 P(k2≥k0.0012.7063.841 5.024 6.635 10.828k∴有99%的把握说学生性别与支持该活动有关系.故选C.点评:本题考查独立性检验,解题时注意利用表格数据与观测值比较,这是一个基础题.7.A【解析】试题分析:把所给的观测值与临界值进行比较,发现它大于6.635,得到有99%以上的把握认为“选择过马路的方式与性别有关”.解:由题意,K2≈7.8∵7.8>6.635,∴有0.01=1%的机会错误,即有99%以上的把握认为“选择过马路的方式与性别有关”故选A.点评:本题考查独立性检验的应用,这种问题一般运算量比较大,通常是为考查运算能力设计的,本题有创新的地方就是给出了观测值,只要进行比较就可以,本题是一个基础题.8.D【解析】试题分析:根据列联表可以求得K2的值,与临界值比较,即可得到结论.解:提出假设H:学生数学成绩与物理成绩之间没有关系.根据列联表可以求得K2=≈11.5>6.635,∴有0.01=1%的机会错误,即有99%以上的把握认为“数学成绩与物理成绩之间有把握有关”故选D.点评:本题考查独立性检验的应用,这种问题一般运算量比较大,通常是为考查运算能力设计的,本题是一个基础题.9.C【解析】试题分析:利用公式求得K2,与临界值比较,即可得到结论.解:K2==≈8.333又 P(k2≥7.789)=0.005=0.5%,所以我们有 99.5%的把握认为患心脏病与性别有关系.故选:C.点评:本题考查独立性检验知识,考查学生的计算能力,考查学生分析解决问题的能力,属于基础题.10.C【解析】试题分析:把观测值同临界值进行比较.得到有99%的把握说学生性别与支持该活动有关系.解:∵K2=7.069>6.635,对照表格:) 0.100 0.050 0.025 0.010 0.001P(k2≥kk2.7063.841 5.024 6.635 10.828∴有99%的把握说学生性别与支持该活动有关系.故选:C.点评:本题考查独立性检验,解题时注意利用表格数据与观测值比较,这是一个基础题.11.D【解析】试题分析:根据有99%的可能性认为学生喜欢跳舞与性别有关,可得K2>6.635,即可得出结论.解:∵有99%的可能性认为学生喜欢跳舞与性别有关,∴K2>6.635,故选:D.点评:根据列联表,计算K2,与临界值比较,是解决独立性检验的应用问题的方法12.C【解析】试题分析:根据所给的数据,代入求观测值的公式,得到观测值,把观测值同临界值进行比较得到结论.解:根据所给的数据代入求观测值的公式,得到k2=≈4.432>3.844,∴至少有95%的把握认为学生选报文理科号性别有关,故选:C.点评:本题考查独立性检验的应用,本题解题的关键是理解临界值对应的概率的意义,能够看出两个变量之间的关系,属于基础题.13.C【解析】试题分析:K2=9.967,同临界值表进行比较,得到有多大把握认为老年人是否需要志愿者提供帮助与性别有关.解:由于K2=9.967>6.635,所以有99%的把握认为该地区的老年人是否需要帮助与性别有关.故选:C.点评:本题考查独立性检验.利用观测值K2与临界值的大小来确定是否能以一定把握认为两个分类变量有关系.其方法是:K≥K0,解释为有[1﹣P(k2≥k)]×100%的把握认为两个分类变量有关系;K<K,解释为不能以[1﹣P(k2≥k)]×100%的把握认为两个分类变量有关系.14.C【解析】试题分析:由列联表中数据,代入公式,求出X2的值,进而与3.841进行比较,即可得出能否有95%的把握认为环保知识测试成绩与专业有关.解:由两个班同学的统计得到成绩与专业的列联表:根据列联表中的数据可得X2=40(14×13﹣6×7)2÷(21×19×20×20)≈4.912>3.841 ∴有95%的把握认为环保知识测试成绩与专业有关.故选C.点评:本题考查独立性检验的应用,考查数据处理能力、运算求解能力和应用意识,本题解题的关键是正确运算出观测值,理解临界值对应的概率的意义,要想知道两个变量之间的有关或无关的精确的可信程度,只有利用独立性检验的有关计算,才能做出判断,本题是一个基础题.15.C【解析】试题分析:根据所给的列联表得到求观测值所用的数据,把数据代入观测值公式中,做出观测值,同所给的临界值表进行比较,得到所求的值所处的位置,得到百分数.解:根据所给的列联表,得到k2==8.333>7.879,∴至少有99.5%的把握说明喜爱打篮球与性别有关.故选:C.点评:根据所给的列联表得到求观测值所用的数据,把数据代入观测值公式中,做出观测值,同所给的临界值表进行比较,得到所求的值所处的位置,得到百分数.16.A【解析】试题分析:根据P(K2>3.841)=0.05,即可得出结论.解:∵K2=≈4.762>3.841,P(K2>3.841)=0.05∴在犯错误的概率不超过5%的前提下,认为“是否爱吃零食与性别有关”.故选:A.点评:本题考查独立性检验的应用,考查学生分析解决问题的能力,属于基础题.17.不能【解析】查表知若要在犯错误的概率不超过0.01的前提下认为喜欢玩电脑游戏与认为作业多有关,则临界值k=6.635.本题中,k≈5.059<6.635,所以不能在犯错误的概率不超过0.01的前提下认为喜欢玩电脑游戏与认为作业多有关.考点:独立性检验.18.(1)不得禽流感得禽流感总计服药40 20 60 不服药20 20 40总计 6040 100(2)大概90%认为药物有效【解析】试题分析:(1)由所给样本数据完成下面2×2列联表即可(2)根据公式计算观测值,然后比较观测值与临界值表中相应的检验水平,最后做出统计判断.(1)填表 不得禽流感得禽流感 总计 服药 4020 60 不服药20 20 40 总计 60 40 100(2)假设检验问题H 0:服药与家禽得禽流感没有关系22()()()()()n ad bc K a b c d a c b d -=++++ 2100(40202020) 2.77860406040⨯-⨯=≈⨯⨯⨯ 由P(2 2.706K≥)=0.10 所以大概90%认为药物有效12分 考点:2×2列联表;独立性检验.。