高中数学 第2章 统计 2_2 总体分布的估计 2_2_2 频率分布直方图与折线图目标导引素材 苏教版必修31
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第二章:统计 1、抽样方法:①简单随机抽样(总体个数较少) ②系统抽样(总体个数较多) ③分层抽样(总体中差异明显)注意:在N 个个体的总体中抽取出n 个个体组成样本, 每个个体被抽到的机会(概率)均为Nn。
2、总体分布的估计: ⑴一表二图:①频率分布表——数据详实 ②频率分布直方图——分布直观③频率分布折线图——便于观察总体分布趋势 注:总体分布的密度曲线与横轴围成的面积为1。
⑵茎叶图:①茎叶图适用于数据较少的情况, 从中便于看出数据的分布, 以及中位数、众位数等。
②个位数为叶, 十位数为茎, 右侧数据按照从小到大书写, 相同的数据重复写。
3、总体特征数的估计:⑴平均数:nx x x x x n++++=Λ321; 取值为n x x x ,,,21Λ的频率分别为n p p p ,,,21Λ, 则其平均数为n n p x p x p x +++Λ2211; 注意:频率分布表计算平均数要取组中值。
⑵方差与标准差:一组样本数据n x x x ,,,21Λ方差:212)(1∑=-=ni ix xns ;标准差:21)(1∑=-=ni ix xns注:方差与标准差越小, 说明样本数据越稳定。
平均数反映数据总体水平;方差与标准差反映数据的稳定水平。
⑶线性回归方程①变量之间的两类关系:函数关系与相关关系; ②制作散点图, 判断线性相关关系 ③线性回归方程:a bx y +=∧(最小二乘法)1221ni i i ni i x y nx y b x nx a y bx==⎧-⎪⎪=⎪⎨-⎪⎪=-⎪⎩∑∑注意:线性回归直线经过定点),(y x 。
第三章:概率1、随机事件及其概率:⑴事件:试验的每一种可能的结果, 用大写英文字母表示;⑵必然事件、不可能事件、随机事件的特点; ⑶随机事件A 的概率:1)(0,)(≤≤=A P nmA P . 2、古典概型:⑴基本事件:一次试验中可能出现的每一个基本结果;⑵古典概型的特点: ①所有的基本事件只有有限个; ②每个基本事件都是等可能发生。
2.2.2 频率分布直方图与折线图
一览众山小
诱学·导入
材料:2006年重庆遭遇1891年以来最严重旱灾,275座水库死水,重庆市政府为了节
约生活用水,在本市试行居民生活用水定额管理,即确定一个居民月用水量标准,用水量
不超过标准的部分按平价收费,超出标准的部分按议价收费.
问题:
如果希望大部分居民的日常生活不受影响,假若设用水量标准为a,那么a定为多少比较合理呢?为较为合理地确定出这个标准,需要做哪些工作呢?
导入:
很明显,如果标准太高,会影响居民的日常生活;如果标准太低,则不利于节水.因此,为了确定一个较为合理的标准a,必须先了解全市居民日常用水量的分布情况,如月均用水
量在哪个范围的居民最多,他们占全市居民的百分比情况等.通过用频率分布表与频率直方图对上述数据进行分析从而定一个较为合理的标准 a.
温故·知新
1.“总体中的个体数”和“总体中的个体取值数”是一个概念吗?
例如在抛掷硬币的大量重复试验中其试验结果:共抛掷72 088次,正面向上36 124次,反面向上35 964次,即总体中的个体数为72 088.但不同取值只有两个“正面向上”
和“反面向上”.从这里可以看出“总体中的个体取值数较少”并不是指“总体中的个体数
较少”.
2.前一节我们制作了频率分布表,但由频率分布表来分析总体的分布数字繁杂,令人眼花
缭乱,有什么办法能迅速、直观地观察出总体的分布快速得出结论?
由于频率分布表数字较多,阅读困难,为了将频率分布表中的结果直观形象地表示出
来,我们通常画出频率分布直方图.从而使数和形结合在一起,迅速、直观地观察出总体的
分布快速得出结论.
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2.2.2 频率分布直方图与折线图整体设计教材分析这一节主要通过频率分布表来探究频率分布直方图直观意义、作图方法与作图步骤,并在此根底上使学生能画出频率分布折线图,总体密度曲线.由于作统计图表操作性很强,所以在教学中要使学生在明确图表含义前提下,让学生自己动手作图.关于总体密度曲线,需要使学生了解:总体在区间〔a,b〕内取值百分比就是教科书图2.23中阴影局部面积,通过思考栏目两个问题要使学生了解到,有总体没有密度曲线,例如总体是掷骰子试验所有可能出现结果;总体密度曲线与总体分布相互唯一确定.三维目标1.认识频率分布直方图、频率分布折线图与总体密度曲线特点.2.能正确画出频率分布直方图、频率分布折线图、总体密度曲线.3.通过组织学生观察频率分布直方图、频率分布折线图、总体密度曲线特点,用图形直观方法引出它们概念,有利于学生对概念了解.4.教学中引导学生自己动手作图,在作图过程中去体会概念、形成概念,培养学生用运动变化观点认识它们辩证关系,感受自然界辩证法,使学生体会知识之间有机联系,感受数学整体性,激发学生学习兴趣.重点难点教学重点:1.频率分布直方图、频率分布折线图、总体密度曲线概念以及它们之间辩证关系;2.画频率分布直方图、频率分布折线图、总体密度曲线.教学难点:1.体会分布意义与作用.2.对总体分布概念理解,统计思想初步形成.课时安排1课时教学过程导入新课分析数据一种根本方法是用图形将它们画出来,或者用紧凑表格改变数据排列方式.作图可以到达两个目,一是从数据中提取信息,二是利用图形传递信息.表格那么是改变数据构成形式,为我们提供解释数据新方式.这就是我们初中学过频数分布图与频数分布表,在此根底上我们从各个小组数据在样本容量中所占比例大小角度进一步研究频率分布直方图.推进新课新知探究频数分布表虽然能表达出数据分布规律,但它并不直观,为了直观地表达出数据分布规律,我们需要画频率分布直方图.在初中,已学过如何绘制频数直方图,它能直观地表达数据分布规律.同样我们可以用直方图来反映样本频率分布规律.可以利用直方图反映样本频率分布规律,这样直方图称为频率分布直方图,简称频率直方图.一般地,作频率分布直方图方法为:把横轴分成假设干段,每一线段对应一个组组距,然后以此线段为底作一矩形,它高等于该组,这样得出一系列矩形,每个矩形面积恰好是该组上频率.这些矩形就构成了频率分布直方图.频率分布直方图两种类型:用样本频率分布估计总体分布通常分为两种情况:〔1〕当总体中个体取不同数值很少时,其频率分布表由所取样本不同值及其相应频率表示,其几何表示就是相应条形图.条形图中纵轴表示是频率,条形图高为该组数据频率.但应注意“总体中个体取不同数值很少〞并不是指“总体中个数很少〞.〔2〕当总体中个体取不同值较多,甚至无限时,对其频率分布研究用到初中学过整理样本数据知识,用频率分布直方图来表示相应样本频率分布.频率分布直方图优点与缺点:频率分布直方图比频率分布表更直观、形象地反映了样本分布规律;但绘制频率分布直方图过程比拟复杂,且它不能直接表达数据频数分布.将频率分布直方图中各相邻矩形上底边中点顺次连结起来,就得到频率分布折线图,简称频率折线图.如果将样本容量取得足够大,分组组距取得足够小,那么相应频率折线图将趋于一条光滑曲线,我们称这条光滑曲线为总体分布密度曲线.如以下图所示.总体密度曲线反映了总体在各个范围内取值百分比.根据这条曲线,可求出总体在区间(a,b)内取值概率等于总体密度曲线,直线x=a,x=b及x轴所围图形面积.说明:〔1〕有总体没有总体密度曲线.例如总体是抛掷硬币〔骰子〕大量重复试验所有可能出现结果.〔2〕总体密度曲线与总体分布是相互唯一确定.如果总体分布,就可以得到密度曲线函数表达式,从而用函数理论去研究它.〔3〕我们所面临情况是总体分布未知,因此可以通过样本频率折线近似,但不能够通过样本数据准确地画出总体密度曲线.应用例如例1 下表是某学校一个星期中收交来失物件数,请将5天中收交来失物数用条形图表示.分析:当总体中个体取不同数值很少时,可用频数条形图或频率条形图来表示.解:用Excel作条形图:〔1〕在Excel工作表中输入数据,光标停留在数据区中;〔2〕选择“插入/图表〞,在弹出对话框中点击“柱形图〞;〔3〕点击“完成〞.如以下图:点评:利用Excel画图很方便.例2 作出上面例1中数据频率分布直方图、频率折线图与密度曲线.分析:根据绘制频率分布直方图、频率折线图与密度曲线过程解题.解:频率分布直方图:〔1〕先制作频率分布表〔上面已完成〕,然后作直角坐标系,以横轴表示身高,纵轴表示;〔2〕在横轴上标上表示150.5,153.5,156.5,…,180.5点〔为方便起见,起始点可适当前移〕;〔3〕在上面标出各点中,分别以连接相邻两点线段为底作矩形,高等于该组.至此,就得到了这组数据频率分布直方图,如下图:频率分布折线图:取直方图中各相邻矩形上底边中点顺次连结,再将矩形边去除,得频率折线图如图.总体分布密度曲线:可近似地表示为:点评:〔1〕频率分布直方图比频率分布表更直观、形象地反映了样本分布规律,如在164附近到达“峰值〞,并具有一定对称性,这说明这批学生身高在164 cm附近较为集中.另外还可看出,特别高与特别矮学生较少.〔2〕在频率分布直方图根底上,取直方图中各小矩形上底边中点顺次连结起来时需注意:取值区间两端点需分别向外延伸半个组距,以使折线首尾分别与横轴相连.〔3〕频率分布折线图优点是它能反映数据变化趋势,但它不能直接表达数据分布规律.例3 以下图是某单位50名职工年龄〔取正整数〕频率分布直方图,各小长方形高AE∶BF∶CG∶DH=2∶4∶3∶1,由图中提供信息,答复以下问题〔直接写出答案〕:〔1〕第二小组频率与频数分别是多少?〔2〕不小于38岁但小于46岁职工频率是多少?〔3〕假设46岁职工有一人,那么46岁以上职工有几人? 分析:此题主要考察小矩形长、宽、面积含义.解:〔1〕设DH=x ,那么CG=3x,BF=4x,AE=2x.所以, (x+3x+4x+2x)×4=1.所以,x=401.所以第二小组频率:4×401×4=52,频数:25×50=20.〔2〕4×401×4+3×401×4=107=0.7. 〔3〕4×401×50-1=4. 点评:注意每个小矩形长与宽含义及小矩形面积=组距×=频率,各小矩形面积表示相应各组频率,频率分布直方图以面积形式反映了数据落在各小组频率大小.在频率分布直方图中,各小长方形面积总与等于1.例4 为了了解一大片经济林生长情况,随机测量其中100株树木底部周长,得到如下数据表〔单位:cm 〕:〔1〕编制频率分布表;〔3〕估计该片经济林中底部周长小于100 cm树木约占多少,底部周长不小于120 cm树木约占多少.解:〔1〕从表中可以看出,这组数据最大值为135,最小值为80,故全距为55,可将其分为11组,组距为5.从第一组[80,85〕开场,将各组频数、频率与填入下表中.(2)这组数据频率直方图如以下图所示.(3)从频率分布表可以看出,该样本中小于100频率为0.01+0.02+0.04+0.14=0.21,不小于120频率为0.11+0.06+0.02=0.19,故可估计该片经济树林中底部周长小于100 cm树木约占21%,底部周长不小于120 cm树木约占19%.知能训练1.在样本频率分布直方图中,共有11个小矩形,假设中间一个小矩形面积等于其它10个小矩形面积与1/4,且样本容量为160,那么中间一组频数为〔〕2.从一条生产线上每隔30分钟取一件产品,共取了n件,测得其尺寸后,画得其频率分布直方图如图,尺寸在[15,45]内频数为46,那么尺寸在[20,25]内产品个数为〔〕3.为了解各年龄段观众对某电视剧收视情况,某校一个研究性学习小组,调查了局部观众收视情况,并分成A、B、C、D、E、F六组进展整理,其频率分布直方图如下图,那么:〔1〕E组频率为_________________;〔3〕假设该村观众人数为1 200,估计该村50岁以上观众有_______________人.解答:1.A 2.B 3.〔1〕0.24 〔2〕略〔3〕432课堂小结〔1〕正确利用频率分布直方图、频率折线图与密度曲线三种分布描述方法,都能得到一些有关分布主要特点,如分布是否具有单峰性、是否具有对称性、样本点落在各分组中频率等,这些主要特点受样本随机性影响比拟小,更接近于总体分布相应特点.〔2〕频率分布表与频率分布直方图之间密切关系是显然,它们只不过是一样数据两种不同表达方式.〔3〕当总体中个体取不同数值很少〔并不是总体中个数很少〕时,其频率分布表由所取样本不同数值及其相应频率来表示,其几何表示就是相应条形图.作业1.课本习题2.2 2、3、4、5.2.请班上每个同学估计一下自己每天课外学习时间〔单位:分钟〕,然后作出课外学习时间频率分布表、频率分布直方图、频率分布折线图、总体密度曲线.你认为能否由这些估计出你们学校学生课外学习时间分布情况?可以用它来估计该地区学生课外学习时间分布情况吗?为什么?设计感想由于初中学过频数条形图,所以学生在刚接触画频率分布直方图时,学生很自然想法是以纵轴表示频率.教师应肯定学生想法,并按此想法操作,然后向学生说明这样做虽然直观与容易理解,但为了与后续学习内容中密度曲线、正态分布曲线〔理科〕等衔接,而频率分布直方图另一种画法,在以后学习中可充分表达其优点.这样做,既保护了学生学习积极性,也激发了学生对数学好奇心.。
2014高中数学 2.2.2 频率分布直方图与折线图教案 苏教版必修3总 课 题 总体分布的估计 总课时 第14课时 分 课 题 频率分布直方图与折线图分课时第 2 课时教学目标能列出频率分布表,能画出频数条形图、频率分布直方图及折线图;会用样本频率分布去估计总体分布.重点难点 绘制频率直方图、条形图、折线图.引入新课1.列频率分布表的一般步骤是什么?能否根据频率分布表来绘制频率直方图?2.作频率分布直方图的方法为:3.如果将频率分布直方图中各相邻矩形的上底边中点并顺次连结起来,就得到_________,简称___________.4.频率折线图的优点是:__________________________.如果样本容量取得足够大, 分组的组距取得足够小,那么相应的频率折线图将趋于一条光滑的曲线,我们称这条光滑的曲线为总体分布的___________. 例题剖析例1 下表是某学校一个星期中收交来的失物件数,请将5天中收交来的失物数用条形图表示.例2 作出例1中数据的频率分布直方图.例3 cm )135 98 102 110 99 121 110 96 100 103 125 97 117 113 110 92 102 109 104 112 109 124 87 131 97 102 123 104 104 128星期 一 二 三 四 五件数 6 2 3 5 1 累计 6 8 11 16 17105 123 111 103 105 92 114 108 104 102 129 126 97 100 115 111 106 117 104 109 111 89 110 121 80 120 121 104 108 118 129 99 90 99 121 123 107 111 91 100 99 101 116 97 102 108 101 95 107 101 102 108 117 99 118 106 119 97 126 108 123 119 98 121 101 113 102 103 104108(1(2)绘制频率分布直方图;(3)估计该片经济林中底部周长小于100cm 的树木约占多少,周长不小于120cm 的树木约占多少.巩固练习1.在频率分布直方图中,所有矩形的面积和为_________.2.200辆汽车通过某一段公路时的时速如下图所示,则时速在的汽车大约有______辆.课堂小结什么是频数条形图、频率直方图、折线图、密度曲线.时速(km ) 频率 40 50 60 70 80 .0.0 .0.0课后训练班级:高二( )班 姓名:____________一 基础题1.在100人中,有40个学生,21个干部,29个工人,10个农民,则29.0是工人( ) A .频数 B .频率 C .累计频率 D .累计频数 2.对于样本频率分布折线图与总体密度曲线的关系,下列说法中正确的是 ( ) A .频率分布折线图与总体密度曲线无关; B .频率分布折线图就是总体密度曲线;C .样本容量很大的频率分布折线图就是总体密度曲线;D .如果样本容量无限增大,分组的组距无限减小,那么频率分布折线图就会无限接近于总体密度曲折线.3.在频率分布直方图中,各个小长方形的面积表示 ( ) A .落在相应各组的数据的频数 B .相应各组的频率. C .该样本所分成的组数 D .该样本的样本容量4.容量为100的某个样本数据拆分为10组,并填写频率分布表,若前七组频率之和 为79.0,而剩下的三组的频率依次差为05.0,则剩下的三组中频率最大的一组的 频率为_________.5.在一个小时内统计一传呼台接收到用户的呼唤次数,按每分钟统计如下:0 0 1 2 1 2 2 3 4 1 0 1 2 5 3 1 2 2 2 4 2 4 3 1 1 3 2 3 4 6 1 2 0 2 3 1 3 1 4 1 1 2 0 2 3 4 2 5 0 2 1 1 0 3 2 1 3 1 2 0 写出一分钟内传呼呼唤次数的频率分布表,并画出频率分布图.二 提高题6.在一个容量为的样本,数据的分组及各组的频数如下:[)5.15,5.12 3 [)5.18,5.15 8[)5.21,5.189[)5.24,5.2111[)5.27,5.2410[)5.30,5.275[)5.33,5.304(1)列出样本的频率分布表;(2)画出频率分布直方图;(3)根据频率分布直方图估计,数据落在[)5.24,5.15的可能性约是多少?7.姚明在20042003-NBA 赛季常规赛82场比赛的前80场中,带领休斯顿火箭队取得了较好的战绩,提前锁定了季后赛资格.以下是姚明在这80场比赛中的得分表现:18,12,14,21,12,10,11,8,16,22,15,20,19,14,20,18,21,23,12,20,21,12,16,16,10,12,19,1917,20,41,14,16,29,25,7,22,16,16,9,12,12,37,17,29,13,22,21,21,6,15,4,10,16,21,15,12 15,12,12,15,21,23,6,16,27,14,25,28,11,10,29,17,17,19,29,27,33,14,13.(1)如果将这个数据分为组,作出这组数据的频率分布表; (2)画出频率分布直方图并作出频率折线图; (3)在频率分布直方图中作出密度曲线.。
2.2.2 频率分布直方图与折线图
一览众山小
诱学·导入
材料:2006年重庆遭遇1891年以来最严重旱灾,275座水库死水,重庆市政府为了节约生活用水,在本市试行居民生活用水定额管理,即确定一个居民月用水量标准,用水量不超过标准的部分按平价收费,超出标准的部分按议价收费.
问题:
如果希望大部分居民的日常生活不受影响,假若设用水量标准为a,那么a定为多少比较合理呢?为较为合理地确定出这个标准,需要做哪些工作呢?
导入:
很明显,如果标准太高,会影响居民的日常生活;如果标准太低,则不利于节水.因此,为了确定一个较为合理的标准a,必须先了解全市居民日常用水量的分布情况,如月均用水量在哪个范围的居民最多,他们占全市居民的百分比情况等.通过用频率分布表与频率直方图对上述数据进行分析从而定一个较为合理的标准a.
温故·知新
1.“总体中的个体数”和“总体中的个体取值数”是一个概念吗?
例如在抛掷硬币的大量重复试验中其试验结果:共抛掷72 088次,正面向上36 124次,反面向上35 964次,即总体中的个体数为72 088.但不同取值只有两个“正面向上”和“反面向上”.从这里可以看出“总体中的个体取值数较少”并不是指“总体中的个体数较少”.
2.前一节我们制作了频率分布表,但由频率分布表来分析总体的分布数字繁杂,令人眼花缭乱,有什么办法能迅速、直观地观察出总体的分布快速得出结论?
由于频率分布表数字较多,阅读困难,为了将频率分布表中的结果直观形象地表示出来,我们通常画出频率分布直方图.从而使数和形结合在一起,迅速、直观地观察出总体的分布快速得出结论.。