前言
制作步骤
如何制作;
频率分布直方图的特点
①直方图中相邻两横坐标之差表示组距,纵轴表示(cfrac{频率}{组距}),(频率=cfrac{频率}{组距} imes 组距),
②频率分布直方图中各小长方形的面积(频率)之和为(1),各小长方形高之比也就是频率比。
③频率分布表和频率分布直方图是一组数据频率分别的两种形式,前者准确,后者直观。
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;平均数是从平均水平的角度刻画集中趋势;众数是从相同数据出现的次数多少刻画集中趋势;中位数是从数据从小到大的顺序出现的位置刻画集中趋势;
方差与标准差描述其波动大小,单位有区别;
使用角度
从形的角度
从数的角度
频率分布直方图中的数字特征的计算
当一组数据经过加工整理成频率分布直方图后,数据信息会有所损失,所以计算数据的数字特征有一定的难度。
①众数:直方图中最高矩形的中点横坐标;
②中位数:频率分布直方图频率和(面积和)的一半处所对应的横坐标,即面积等分线所对应的横坐标;
③平均数:每个矩形的分组的中点值乘以每个对应矩形的面积再求和;
④方差:每个矩形的分组的中点值与平均值的差的平方与频率乘积,再求和;
⑤标准差:方差的算术平方根;
考点:频率分布直方图,众数、中位数、平均数、方差
分析:以上图为例,
- 求众数:
“旧养殖法”的众数为(47.5);“新养殖法”的众数为(52.5);
- 求中位数:
“旧养殖法”的中位数先判断其大概位置,由于(25-50)之间的面积和为(0.62),25-45之间的面积和为(0.42),
故中位数一定位于(45-50)之间,设中位数为(x),则(0.42+(x-45) imes0.04=0.50),求得(x=47),即中位数为(47)。
- 求平均数:比如“旧养殖法”的平均数的计算
(ar{x}=27.5 imes5 imes0.012+32.5 imes5 imes0.014+37.5 imes5 imes0.024)
(+42.5 imes5 imes0.034+47.5 imes5 imes0.040+52.5 imes5 imes0.032)
(+57.5 imes5 imes0.020+62.5 imes5 imes0.012+67.5 imes5 imes0.012)
(=47.1);
“新养殖法”的平均数的计算
(ar{y}=37.5 imes5 imes0.004+42.5 imes5 imes0.020+47.5 imes5 imes0.044)
(+52.5 imes5 imes0.068+57.5 imes5 imes0.046)
(+62.5 imes5 imes0.010+67.5 imes5 imes0.008)
(=52.35);
求方差:比如“新养殖法”的方差计算
(S^2=(37.5-52.35)^2 imes 0.004 imes 5+(42.5-52.35)^2 imes 0.020 imes 5+(47.5-52.35)^2 imes 0.044 imes 5)
(+(52.5-52.35)^2 imes 0.068 imes 5+(57.5-52.35)^2 imes 0.046 imes 5)
(+(62.5-52.35)^2 imes 0.010 imes 5+(67.5-52.35)^2 imes 0.008 imes 5)
(=?)
(1)记(A)表示事件“旧养殖法的箱产量低于50kg”,估计(A)的概率;
分析:本题实质是考查用频率估计概率,所以要会根据频率分布直方图计算频率。
由于“旧养殖法的箱产量低于50kg”的频率为((0.012+0.014+0.024+0.034+0.040) imes 5=0.62),
故所求概率(P(A)=0.62)。
同理得到“新养殖法的箱产量低于50kg”的频率为((0.004+0.020+0.044) imes 5=0.34)
(2)填写下面列联表,并根据列联表判断是否有99%的把握认为箱产量与养殖方法有关,参考数据表格如下:
(egin{array}{c|lcr}
P(chi^2ge k_0) & 0.050 &0.010 &0.001 \
hline
k_0 & 3.841 & 6.635 & 10.828
end{array})
分析:由上问可知,“旧养殖法的箱产量低于50kg”的频数为(100 imes 0.62=62),
则“旧养殖法的箱产量不低于(50kg)”的频数为(100-62=38),
“新养殖法的箱产量低于(50kg)”的频数为(100 imes 0.34=34),
则“新养殖法的箱产量不低于(50kg)”的频数为(100-34=66),由此得到二列联表如下:
箱产量<(50kg) | 箱产量(ge 50kg) | 总计 | |
---|---|---|---|
旧养殖法 | (62(a)) | (38(b)) | (100(a+b)) |
新养殖法 | (34(c)) | (66(d)) | (100(c+d)) |
总计 | (96(a+c)) | (104(b+d)) | (200(a+b+c+d)) |
由上表计算得到(chi^2=cfrac{n(ad-bc)^2}{(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)})
(=cfrac{200(62 imes 66-38 imes 34)^2}{(62+38)(34+66)(62+34)(38+66)}=15.705>6.635)
故有99%以上的把握认为,二者有关联。
(3)根据箱产量的频率分布直方图,对这两种养殖方法的优劣进行比较。
分析:本题目的难点有:到底从哪些角度进行比较?每一个角度下的数值的计算方法。
数据的极差:旧,(25-70);新,(35-70),极差反映了数据的取值范围和数据的几种程度,当然误差是有的;
数据的众数:旧,(47.5);新,(52.5),众数反映了出现次数最多,
数据的平均数:旧,(47.1);新,(52.35),平均数反映了一组数据的平均水平,
数据的方差(标准差):比较精确的反映了数据的分散和集中程度,将这种程度数量化了。
本题目从运算量和问题出发,可以从数据的范围和数据的中位数(或均值)两个角度作答。
“旧养殖法”的数据分布在(25-70)之间,“新养殖法”的数据分布在(35-70)之间,
故从数据范围来看,新养殖法的数据更集中,优于旧养殖法;
“旧养殖法”的平均数(中位数)分布在(40-45)之间,“新养殖法”的平均数(中位数)分布在(50-55)之间,
从平均数(中位数)角度来看,新养殖法也优于旧养殖法。
关联实际
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问选手水平高低,需要比较平均数;
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问选手发挥如何,需要比较方差,
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给定一个考试成绩,问此人考的怎么样? 可以将该成绩与样本的中位数比较,也可以将该成绩与样本平均数比较;