活动一:算一算 试一试
阅读课本内容,思考下列问题:
(1)如何用计算器计算一组数据的方差?
(2)用计算器计算甲和乙命中环数的平均数、方差,哪一个人的射击成绩比较稳定?
活动二:做一做 说一说
1. 用计算器求下面一组数据的平均数和方差:
9.9,10.3,9.8,10.1,10.4,10,9.8,9.7.
2. 甲、乙两人在相同条件下各掷铁饼5次,距离如下(单位:m):
甲:46.0,48.5,41.6,46.4,45.5;
乙:47.1,40.8,48.9,48.6,41.6.
(1)试判定谁投得远一些;
(2)谁的技术较稳定?
答案:活动一 略
活动二
1. $\bar{x}=10,s^2=0.055$
2. (1)甲的平均数是 45.6,乙的平均数是45.4,甲投得远
(2)甲的方差是 5.044,乙的方差是 12.196,甲的技术较稳定
解析:
【分析】
解决本题首先要明确平均数、方差的计算公式,判断投掷距离远近看平均数大小,平均数越大整体成绩越好;判断稳定性看方差大小,方差越小数据波动越小,成绩越稳定。计算时先求各组数据的平均数,再代入方差公式计算即可,也可借助计算器的统计模式快速运算,减少计算失误。
【解析】
活动一:略
活动二:
1. 计算平均数:
$\bar{x}=\frac{9.9+10.3+9.8+10.1+10.4+10+9.8+9.7}{8}=\frac{80}{8}=10$
计算方差:
$s^2=\frac{1}{8}[(9.9-10)^2+(10.3-10)^2+(9.8-10)^2+(10.1-10)^2+(10.4-10)^2+(10-10)^2+(9.8-10)^2+(9.7-10)^2]$
$=\frac{1}{8}(0.01+0.09+0.04+0.01+0.16+0+0.04+0.09)=\frac{0.44}{8}=0.055$
2.(1)计算甲乙的平均数:
甲的平均数$\bar{x}_甲=\frac{46.0+48.5+41.6+46.4+45.5}{5}=\frac{228}{5}=45.6$
乙的平均数$\bar{x}_乙=\frac{47.1+40.8+48.9+48.6+41.6}{5}=\frac{227}{5}=45.4$
因为$45.6>45.4$,所以甲投得远一些。
(2)计算甲乙的方差:
$s^2_甲=\frac{1}{5}[(46.0-45.6)^2+(48.5-45.6)^2+(41.6-45.6)^2+(46.4-45.6)^2+(45.5-45.6)^2]$
$=\frac{1}{5}(0.16+8.41+16+0.64+0.01)=\frac{25.22}{5}=5.044$
$s^2_乙=\frac{1}{5}[(47.1-45.4)^2+(40.8-45.4)^2+(48.9-45.4)^2+(48.6-45.4)^2+(41.6-45.4)^2]$
$=\frac{1}{5}(2.89+21.16+12.25+10.24+14.44)=\frac{60.98}{5}=12.196$
因为$5.044<12.196$,甲的方差更小,所以甲的技术更稳定。
【答案】
活动一 略
活动二
1. $\bar{x}=10,s^2=0.055$
2.(1)甲投得远一些;(2)甲的技术较稳定
【知识点】
平均数计算,方差计算,方差的意义
【点评】
本题侧重基础,主要考查平均数和方差的实际应用,掌握平均数、方差的计算公式,理解方差越小数据波动越小的性质即可解题,计算时要细心避免运算失误。
【难度系数】
0.7
1. 已知一个样本1,3,2,5,x,若平均数是3,则这个样本的方差为
2
.
答案:2
解析:
【分析】
解题时可分两步进行:第一步,先根据平均数的计算公式建立关于x的方程,求出未知数据x的值,这是计算方差的前提;第二步,将所有样本数据代入方差的计算公式,求出最终的方差即可。
【解析】
首先根据平均数的定义列方程求x:
样本共有5个数据,平均数为3,因此
$\frac{1+3+2+5+x}{5}=3$
化简得:$11+x=15$,解得$x=4$。
再根据方差公式计算方差:
方差公式为$s^2=\frac{1}{n}[(x_1-\bar{x})^2+(x_2-\bar{x})^2+\dots+(x_n-\bar{x})^2]$,其中$\bar{x}$为平均数,n为数据个数。
代入数据得:
$s^2=\frac{1}{5}[(1-3)^2+(3-3)^2+(2-3)^2+(5-3)^2+(4-3)^2]$
$=\frac{1}{5}[4+0+1+4+1]$
$=\frac{1}{5}×10=2$
【答案】
2
【知识点】
平均数的计算、方差的计算
【点评】
本题是基础计算题,核心考查平均数和方差的公式运用,只要熟记两个公式,计算时仔细认真,就能顺利得分。
【难度系数】
0.8
2. 用计算器求下列两组数据的方差(精确到0.01):
(1) 50,55,96,98,65,100,70,90,85,100;
(2) 3.4,4.4,5,4.6,4,4.7,5.5,5.2,4.8,4.5.
答案:(1) 334.69
(2) 0.63
解析:
【分析】
计算数据的方差需依据方差公式:$s^2=\frac{1}{n}[(x_1-\overline{x})^2+(x_2-\overline{x})^2+\dots+(x_n-\overline{x})^2]$,其中$\overline{x}$为数据平均数,$n$为数据总个数。解题时可按以下思路进行:第一步先求出每组数据的平均数,第二步代入方差公式计算,也可直接使用计算器的统计功能输入数据,直接读取方差结果,最后按要求将结果精确到0.01即可。
【解析】
(1) 计算第一组数据的方差:
数据总个数$n=10$,先求平均数:
$\overline{x}_1=\frac{50+55+96+98+65+100+70+90+85+100}{10}=80.9$
代入方差公式:
$s_1^2=\frac{1}{10}×[(50-80.9)^2+(55-80.9)^2+(96-80.9)^2+(98-80.9)^2+(65-80.9)^2+(100-80.9)^2+(70-80.9)^2+(90-80.9)^2+(85-80.9)^2+(100-80.9)^2]$
计算得$s_1^2=334.69$。
(2) 计算第二组数据的方差:
将第二组的10个数据依次输入计算器的统计模式,调用方差计算功能,将结果精确到0.01,得$s_2^2\approx0.63$。
【答案】
(1) $\boxed{334.69}$;(2) $\boxed{0.63}$
【知识点】
方差的计算;平均数的计算;计算器统计功能使用
【点评】
本题考查方差的求解,既可以通过公式分步计算,也可以借助计算器快速得到结果,解题时要注意计算的准确性,最终结果需按要求保留两位小数。
【难度系数】
0.7
3. 已知一组数据 1,1,4,4,7,7.
(1)请你估算这组数据的平均数、方差.
(2)用计算器计算这组数据的平均数、方差,并与你的估计值进行比较.你的估计是否有误差?
答案:解:
(1) 观察这组数据,1、4、7各出现2次,数据分布对称,估算平均数约为4,估算方差约为6。
(2) 计算平均数:
$\overline{x} = \frac{1+1+4+4+7+7}{6} = 4$
计算方差:
$s^2 = \frac{1}{6}[(1-4)^2 + (1-4)^2 + (4-4)^2 + (4-4)^2 + (7-4)^2 + (7-4)^2]$
$= \frac{1}{6} × (9+9+0+0+9+9) = 6$
将计算结果与估计值比较,本次估算的平均数、方差与精确计算结果完全一致,不存在误差(若估算取值与精确值存在小幅偏差,属于合理的估计误差,也符合估算要求)。
解析:
【分析】
(1)估算阶段先观察数据特征:这组数据中1、4、7各出现2次,整体围绕4呈对称分布,因此可直接取中间值4作为平均数的估算值;再结合各数据与估算平均数的偏差,1和7与4的差的平方均为9,各有2个,4与4的差为0,可估算出方差的大致结果。(2)精确计算阶段直接套用平均数、方差的标准公式计算,再将计算结果和估算值对比,判断估算是否存在误差即可。
【解析】
(1) 观察数据可知,1、4、7三个数出现次数相同,数据分布对称,因此估算平均数约为中间值4;结合各数据与估算平均数的偏差情况,估算方差约为6。
(2) 计算平均数:
$\overline{x} = \frac{1+1+4+4+7+7}{6} = \frac{24}{6} = 4$
计算方差:
$s^2 = \frac{1}{6}[(1-4)^2 + (1-4)^2 + (4-4)^2 + (4-4)^2 + (7-4)^2 + (7-4)^2]$
$= \frac{1}{6} × (9+9+0+0+9+9) = \frac{36}{6} = 6$
将计算结果与估算值对比,本次估算的平均数、方差与精确计算结果完全一致,不存在误差;若估算取值与精确值存在小幅偏差,属于合理的估计误差,也符合估算要求。
【答案】
(1) 估算平均数约为4,方差约为6;
(2) 精确计算得平均数为4,方差为6,本次估算值与精确值完全一致,无误差(若估算存在小幅偏差也属于合理情况)。
【知识点】
平均数的计算、方差的计算、统计量估算
【点评】
本题属于基础类题型,通过先估算后精确计算的设置,既考查对平均数、方差公式的掌握程度,也引导学生学会通过观察数据分布特征快速估算统计量的方法,计算时注意不要重复或遗漏数据即可。
【难度系数】
0.85