(高三理科数学第一轮复习)第十章 第2节 用样本估计总体
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(4)标准差与方差:设一组数据 x1,x2,x3,…,xn 的平均数为-x,则这组数据 的标准差和方差分别是
s= 1n[(x1--x)2(x2--x)2+…+(xn--x)2], s2=1n[(x1--x)2+(x2--x)2+…+(xn--x)2].
@《创新设计》
5
知识衍化体验
考点聚集突破
@《创新设计》
15×[(28-30)2+(29-30)2+(30-30)2+(31-30)2+(32-30)2]= 2. 答案 (1)A (2)B
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知识衍化体验
考点聚集突破
@《创新设计》
规律方法 1.茎叶图的三个关注点 (1)“叶”的位置只有一个数字,而“茎”的位置的数字位数一般不需要统一. (2)重复出现的数据要重复记录,不能遗漏. (3)给定两组数据的茎叶图,估计数字特征,茎上的数字由小到大排列,一般“重 心”下移者平均数较大,数据集中者方差较小. 2.利用茎叶图解题的关键是抓住“叶”的分布特征,准确从中提炼信息.
2
知识衍化体验
考点聚集突破
(2)频率分布直方图:反映样本频率分布的直方图(如图)
@《创新设计》
频率 横轴表示样本数据,纵轴表示__组__距___,每个小矩形的面积表示样本落在该组内的
__频__率__.
3
知识衍化体验
考点聚集突破
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2.茎叶图 统计中一种被用来表示数据的图叫做茎叶图,茎是指中间的一列数,叶是从茎的旁 边生长出来的数.
7
知识衍化体验
考点聚集突破
基础自测
@《创新设计》
1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (1)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.( ) (2)一组数据的方差越大,说明这组数据越集中.( ) (3)频率分布直方图中,小矩形的面积越大,表示样本数据落在该区间的频率越 大.( ) (4)茎叶图一般左侧的叶按从大到小的顺序写,右侧的叶按从小到大的顺序写,相 同的数据可以只记一次.( )
()
A.91.5和91.5
B.91.5和92
C.91和91.5
D.92和92
解析 这组数据由小到大排列为87,89,90,91,92,93,94,96,
∴中位数是91+2 92=91.5, 平均数-x=87+89+90+91+8 92+93+94+96=91.5.
答案 A
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知识衍化体验
考点聚集突破
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知识衍化体验
考点聚集突破
@《创新设计》
9810
2 0
5 1
6 2
8 4
5
7
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70 2 2 3 3 3 4 5 5 6 9
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A.2
B.4
C.5
D.6
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知识衍化体验
考点聚集突破
@《创新设计》
(2)(2019·长沙质检)为比较甲乙两地某月11时的气温情况,随机选取该月5天11时的 气温数据(单位:℃)制成如图所示的茎叶图,已知甲地该月11时的平均气温比乙地 该月11时的平均气温高1 ℃,则甲地该月11时的平均气温的标准差为( )
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知识衍化体验
考点聚集突破
@《创新设计》
6.(2019·马鞍山质检)已知样本容量为 200,在样本的频率分布直方图中,共有 n 个小矩形,
若
中
间
一
个
小
矩
形
的
面
积
等
于
其
余
(n
-
1)
个
小
矩
形
面
积
和
的
1 3
,
则
该
组
的
频
数
为
________.
解析 设除中间一个小矩形外的(n-1)个小矩形面积的和为 P,则中间一个小矩形
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知识衍化体验
考点聚集突破
@《创新设计》
解析 (1)正确.平均数、众数与中位数都在一定程度上反映了数据的集中趋势. (2)错误.方差越大,这组数据越离散.
频率 (3)正确.小矩形的面积=组距×组距=频率. (4)错误.茎相同的数据,叶可不用按从小到大的顺序写,相同的数据叶要重复记录, 故(4)错误. 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×
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知识衍化体验
考点聚集突破
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解析 法一 设新农村建设前经济收入为a,则新农村建设后经济收入为2a,则由 饼图可得新农村建设前种植收入为0.6a,其他收入为0.04a,养殖收入为0.3a.新农村 建设后种植收入为0.74a,其他收入为0.1a,养殖收入为0.6a,养殖收入与第三产业 收入的总和为1.16a,所以新农村建设后,种植收入减少是错误的. 法二 因为0.6<0.37×2,所以新农村建设后,种植收入增加,而不是减少,所以A 是错误的. 答案 A
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知识衍化体验
考点聚集突破
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(1)求x; (2)求抽取的x人的年龄的中位数(结果保留整数);
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知识衍化体验
考点聚集突破
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(3)从该市大学生、军人、医务人员、工人、个体户五种人中用分层抽样的方法依 次抽取6人,42人,36人,24人,12人,分别记为1~5组,从这5个按年龄分的组和 5个按职业分的组中每组各选派1人参加知识竞赛,分别代表相应组的成绩,年龄组 中1~5组的成绩分别为93,96,97,94,90,职业组中1~5组的成绩分别为93,98, 94,95,90. (ⅰ)分别求5个年龄组和5个职业组成绩的平均数和方差; (ⅱ)以上述数据为依据,评价5个年龄组和5个职业组对“一带一路”的认知程度, 并谈谈你的感想.
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知识衍化体验
考点聚集突破
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2.(必修3P1002(1)改编)一个容量为32的样本,已知某组样本的频率为0.25,则该组样本
的频数为( )
A.4
B.8
C.12
解析 设频数为 n,则3n2=0.25,∴n=32×14=8.
答案 B
D.16
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知识衍化体验
考点聚集突破
3.(必修3P70示例改编)若某校高一年级8个班参加合唱比赛的得 分茎叶图如图所示,则这组数据的中位数和平均数分别是
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Байду номын сангаас
知识衍化体验
考点聚集突破
【训练1】 空气质量指数 (Air Quality Index,简称AQI)是定量描述 空气质量状况的指数,空气质量按照AQI大小分为六级,0~50为优; 51~100为良;101~150为轻度污染;151~200为中度污染;201~ 300为重度污染;大于300为严重污染.从某地一环保人士某年的AQI 记录数据中,随机抽取10个,用茎叶图记录如下.根据该统计数据, 估计此地该年AQI大于100的天数约为________(该年为365天). 解析 该样本中 AQI 大于 100 的频数是 4,频率为25, 由此估计该地全年 AQI 大于 100 的频率为25, 估计此地该年 AQI 大于 100 的天数约为 365×25=146. 答案 146
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第2节 用样本估计总体
最新考纲 1.了解分布的意义和作用,能根据频率分布表画频率分布直方图、频 率折线图、茎叶图,体会它们各自的特点;2.理解样本数据标准差的意义和作用, 会计算数据标准差;3.能从样本数据中提取基本的数字特征(如平均数、标准差), 并作出合理的解释;4.会用样本的频率分布估计总体分布,会用样本的基本数字 特征估计总体的基本数字特征,理解用样本估计总体的思想;5.会用随机抽样的 基本方法和样本估计总体的思想解决一些简单的实际问题.
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知识衍化体验
考点聚集突破
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考点二 频率分布直方图 【例2】 (2019·石家庄模拟)“一带一路”是“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸
之路”的简称.某市为了了解人们对“一带一路”的认知程度,对不同年龄和不同职 业的人举办了一次“一带一路”知识竞赛,满分为100分(90分及以上为认知程度高). 现从参赛者中抽取了x人,按年龄分成5组,第一组:[20,25),第二组:[25,30), 第三组:[30,35),第四组:[35,40),第五组:[40,45],得到如图所示的频率分 布直方图,已知第一组有6人.
[微点提醒] 1.频率分布直方图与众数、中位数与平均数的关系
(1)最高的小长方形底边中点的横坐标即是众数. (2)中位数左边和右边的小长方形的面积和是相等的. (3)平均数是频率分布直方图的“重心”,等于频率分布直方图中每个小长方形的面 积乘以小长方形底边中点的横坐标之和.
6
知识衍化体验
考点聚集突破
@《创新设计》
@《创新设计》
4.(2018·全国Ⅰ卷)某地区经过一年的新农村建设,农村的经济收入增加了一倍,实现 翻番.为更好地了解该地区农村的经济收入变化情况,统计了该地区新农村建设前后 农村的经济收入构成比例,得到如图所示的饼图:
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知识衍化体验
考点聚集突破
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则下面结论中不正确的是( ) A.新农村建设后,种植收入减少 B.新农村建设后,其他收入增加了一倍以上 C.新农村建设后,养殖收入增加了一倍 D.新农村建设后,养殖收入与第三产业收入的总和超过了经济收入的一半
3.样本的数字特征 (1)众数:一组数据中___出__现__次__数__最__多___的那个数据,叫做这组数据的众数. (2)中位数:把n个数据按大小顺序排列,处于___最__中__间____位置的一个数据(或最中间 两个数据的平均数)叫做这组数据的中位数.
4
知识衍化体验
考点聚集突破
a1+a2+…+an (3)平均数:把_________n________称为 a1,a2,…,an 这 n 个数的平均数.
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知识衍化体验
考点聚集突破
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A.是否倾向选择生育二胎与户籍有关 B.是否倾向选择生育二胎与性别无关 C.倾向选择生育二胎的人员中,男性人数与女性人数相同 D.倾向选择不生育二胎的人员中,农村户籍人数少于城镇户籍人数 解析 由题图,可得是否倾向选择生育二胎与户籍有关、性别无关,倾向选择不生 育二胎的人员中,农村户籍人数少于城镇户籍人数,倾向选择生育二胎的人员中, 男性人数为60×60%=36,女性人数为40×60%=24,不相同.故选C. 答案 C
A.2
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B. 2
C.10
D. 10
知识衍化体验
考点聚集突破
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解析 (1)由茎叶图可得,获“诗词达人”称号的有 8 人,据该次比赛的成就按照称 号的不同进行分层抽样抽选 10 名学生,则抽选的学生中获得“诗词达人”称号的 人数为 8×1400=2(人). (2)甲地该月5天11时的气温数据(单位:℃)为28,29,30,30+m,32; 乙地该月5天11时的气温数据(单位:℃)为26,28,29,31,31, 则乙地该月11时的平均气温为(26+28+29+31+31)÷5=29(℃), 所以甲地该月11时的平均气温为30 ℃, 故(28+29+30+30+m+32)÷5=30,解得m=1. 则甲地该月11时的平均气温的标准差为
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2.平均数、方差的公式推广 (1)若数据 x1,x2,…,xn 的平均数为-x,那么 mx1+a,mx2+a,mx3+a,…,mxn+a 的平均数是 m-x+a. (2)数据 x1,x2,…,xn 的方差为 s2. ①数据 x1+a,x2+a,…,xn+a 的方差也为 s2; ②数据 ax1,ax2,…,axn 的方差为 a2s2.
面积为13P,P+13P=1,P=34,则中间一个小矩形的面积等于13P=14,200×14=50,
即该组的频数为 50. 答案 50
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知识衍化体验
考点聚集突破
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考点一 茎叶图及其应用 【例1】 (1)(2018·济南模拟)中国诗词大会的播出引发了全民的读书热,某小学语文老
师在班里开展了一次诗词默写比赛,班里40名学生得分数据的茎叶图如图所示.若规 定得分不小于85分的学生得到“诗词达人”的称号,小于85分且不小于70分的学生 得到“诗词能手”的称号,其他学生得到“诗词爱好者”的称号,根据该次比赛的 成就按照称号的不同进行分层抽样抽选10名学生,则抽选的学生中获得“诗词达人” 称号的人数为( )
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知识衍化体验
考点聚集突破
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5.(2019·新余二模)为了解户籍、性别对生育二胎选择倾向的影响,某地从育龄人群中 随机抽取了容量为100的样本,其中城镇户籍与农村户籍各50人;男性60人,女性40 人,绘制不同群体中倾向选择生育二胎与倾向选择不生育二胎的人数比例图(如图所 示),其中阴影部分表示倾向选择生育二胎的对应比例,则下列叙述中错误的是( )
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知识衍化体验
考点聚集突破
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知识梳理 1.频率分布直方图
(1)频率分布表的画法: 极差
第一步:求_极__差___,决定组数和组距,组距=__组__数____; 第二步:__分__组__,通常对组内数值所在区间取左闭右开区间,最后一组取闭区间; 第三步:登记频数,计算频率,列出频率分布表.
s= 1n[(x1--x)2(x2--x)2+…+(xn--x)2], s2=1n[(x1--x)2+(x2--x)2+…+(xn--x)2].
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15×[(28-30)2+(29-30)2+(30-30)2+(31-30)2+(32-30)2]= 2. 答案 (1)A (2)B
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规律方法 1.茎叶图的三个关注点 (1)“叶”的位置只有一个数字,而“茎”的位置的数字位数一般不需要统一. (2)重复出现的数据要重复记录,不能遗漏. (3)给定两组数据的茎叶图,估计数字特征,茎上的数字由小到大排列,一般“重 心”下移者平均数较大,数据集中者方差较小. 2.利用茎叶图解题的关键是抓住“叶”的分布特征,准确从中提炼信息.
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(2)频率分布直方图:反映样本频率分布的直方图(如图)
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频率 横轴表示样本数据,纵轴表示__组__距___,每个小矩形的面积表示样本落在该组内的
__频__率__.
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2.茎叶图 统计中一种被用来表示数据的图叫做茎叶图,茎是指中间的一列数,叶是从茎的旁 边生长出来的数.
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1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (1)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.( ) (2)一组数据的方差越大,说明这组数据越集中.( ) (3)频率分布直方图中,小矩形的面积越大,表示样本数据落在该区间的频率越 大.( ) (4)茎叶图一般左侧的叶按从大到小的顺序写,右侧的叶按从小到大的顺序写,相 同的数据可以只记一次.( )
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A.91.5和91.5
B.91.5和92
C.91和91.5
D.92和92
解析 这组数据由小到大排列为87,89,90,91,92,93,94,96,
∴中位数是91+2 92=91.5, 平均数-x=87+89+90+91+8 92+93+94+96=91.5.
答案 A
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(2)(2019·长沙质检)为比较甲乙两地某月11时的气温情况,随机选取该月5天11时的 气温数据(单位:℃)制成如图所示的茎叶图,已知甲地该月11时的平均气温比乙地 该月11时的平均气温高1 ℃,则甲地该月11时的平均气温的标准差为( )
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6.(2019·马鞍山质检)已知样本容量为 200,在样本的频率分布直方图中,共有 n 个小矩形,
若
中
间
一
个
小
矩
形
的
面
积
等
于
其
余
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1)
个
小
矩
形
面
积
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则
该
组
的
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解析 设除中间一个小矩形外的(n-1)个小矩形面积的和为 P,则中间一个小矩形
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解析 (1)正确.平均数、众数与中位数都在一定程度上反映了数据的集中趋势. (2)错误.方差越大,这组数据越离散.
频率 (3)正确.小矩形的面积=组距×组距=频率. (4)错误.茎相同的数据,叶可不用按从小到大的顺序写,相同的数据叶要重复记录, 故(4)错误. 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×
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解析 法一 设新农村建设前经济收入为a,则新农村建设后经济收入为2a,则由 饼图可得新农村建设前种植收入为0.6a,其他收入为0.04a,养殖收入为0.3a.新农村 建设后种植收入为0.74a,其他收入为0.1a,养殖收入为0.6a,养殖收入与第三产业 收入的总和为1.16a,所以新农村建设后,种植收入减少是错误的. 法二 因为0.6<0.37×2,所以新农村建设后,种植收入增加,而不是减少,所以A 是错误的. 答案 A
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(1)求x; (2)求抽取的x人的年龄的中位数(结果保留整数);
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(3)从该市大学生、军人、医务人员、工人、个体户五种人中用分层抽样的方法依 次抽取6人,42人,36人,24人,12人,分别记为1~5组,从这5个按年龄分的组和 5个按职业分的组中每组各选派1人参加知识竞赛,分别代表相应组的成绩,年龄组 中1~5组的成绩分别为93,96,97,94,90,职业组中1~5组的成绩分别为93,98, 94,95,90. (ⅰ)分别求5个年龄组和5个职业组成绩的平均数和方差; (ⅱ)以上述数据为依据,评价5个年龄组和5个职业组对“一带一路”的认知程度, 并谈谈你的感想.
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2.(必修3P1002(1)改编)一个容量为32的样本,已知某组样本的频率为0.25,则该组样本
的频数为( )
A.4
B.8
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解析 设频数为 n,则3n2=0.25,∴n=32×14=8.
答案 B
D.16
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3.(必修3P70示例改编)若某校高一年级8个班参加合唱比赛的得 分茎叶图如图所示,则这组数据的中位数和平均数分别是
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【训练1】 空气质量指数 (Air Quality Index,简称AQI)是定量描述 空气质量状况的指数,空气质量按照AQI大小分为六级,0~50为优; 51~100为良;101~150为轻度污染;151~200为中度污染;201~ 300为重度污染;大于300为严重污染.从某地一环保人士某年的AQI 记录数据中,随机抽取10个,用茎叶图记录如下.根据该统计数据, 估计此地该年AQI大于100的天数约为________(该年为365天). 解析 该样本中 AQI 大于 100 的频数是 4,频率为25, 由此估计该地全年 AQI 大于 100 的频率为25, 估计此地该年 AQI 大于 100 的天数约为 365×25=146. 答案 146
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第2节 用样本估计总体
最新考纲 1.了解分布的意义和作用,能根据频率分布表画频率分布直方图、频 率折线图、茎叶图,体会它们各自的特点;2.理解样本数据标准差的意义和作用, 会计算数据标准差;3.能从样本数据中提取基本的数字特征(如平均数、标准差), 并作出合理的解释;4.会用样本的频率分布估计总体分布,会用样本的基本数字 特征估计总体的基本数字特征,理解用样本估计总体的思想;5.会用随机抽样的 基本方法和样本估计总体的思想解决一些简单的实际问题.
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考点二 频率分布直方图 【例2】 (2019·石家庄模拟)“一带一路”是“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸
之路”的简称.某市为了了解人们对“一带一路”的认知程度,对不同年龄和不同职 业的人举办了一次“一带一路”知识竞赛,满分为100分(90分及以上为认知程度高). 现从参赛者中抽取了x人,按年龄分成5组,第一组:[20,25),第二组:[25,30), 第三组:[30,35),第四组:[35,40),第五组:[40,45],得到如图所示的频率分 布直方图,已知第一组有6人.
[微点提醒] 1.频率分布直方图与众数、中位数与平均数的关系
(1)最高的小长方形底边中点的横坐标即是众数. (2)中位数左边和右边的小长方形的面积和是相等的. (3)平均数是频率分布直方图的“重心”,等于频率分布直方图中每个小长方形的面 积乘以小长方形底边中点的横坐标之和.
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4.(2018·全国Ⅰ卷)某地区经过一年的新农村建设,农村的经济收入增加了一倍,实现 翻番.为更好地了解该地区农村的经济收入变化情况,统计了该地区新农村建设前后 农村的经济收入构成比例,得到如图所示的饼图:
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则下面结论中不正确的是( ) A.新农村建设后,种植收入减少 B.新农村建设后,其他收入增加了一倍以上 C.新农村建设后,养殖收入增加了一倍 D.新农村建设后,养殖收入与第三产业收入的总和超过了经济收入的一半
3.样本的数字特征 (1)众数:一组数据中___出__现__次__数__最__多___的那个数据,叫做这组数据的众数. (2)中位数:把n个数据按大小顺序排列,处于___最__中__间____位置的一个数据(或最中间 两个数据的平均数)叫做这组数据的中位数.
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a1+a2+…+an (3)平均数:把_________n________称为 a1,a2,…,an 这 n 个数的平均数.
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A.是否倾向选择生育二胎与户籍有关 B.是否倾向选择生育二胎与性别无关 C.倾向选择生育二胎的人员中,男性人数与女性人数相同 D.倾向选择不生育二胎的人员中,农村户籍人数少于城镇户籍人数 解析 由题图,可得是否倾向选择生育二胎与户籍有关、性别无关,倾向选择不生 育二胎的人员中,农村户籍人数少于城镇户籍人数,倾向选择生育二胎的人员中, 男性人数为60×60%=36,女性人数为40×60%=24,不相同.故选C. 答案 C
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解析 (1)由茎叶图可得,获“诗词达人”称号的有 8 人,据该次比赛的成就按照称 号的不同进行分层抽样抽选 10 名学生,则抽选的学生中获得“诗词达人”称号的 人数为 8×1400=2(人). (2)甲地该月5天11时的气温数据(单位:℃)为28,29,30,30+m,32; 乙地该月5天11时的气温数据(单位:℃)为26,28,29,31,31, 则乙地该月11时的平均气温为(26+28+29+31+31)÷5=29(℃), 所以甲地该月11时的平均气温为30 ℃, 故(28+29+30+30+m+32)÷5=30,解得m=1. 则甲地该月11时的平均气温的标准差为
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2.平均数、方差的公式推广 (1)若数据 x1,x2,…,xn 的平均数为-x,那么 mx1+a,mx2+a,mx3+a,…,mxn+a 的平均数是 m-x+a. (2)数据 x1,x2,…,xn 的方差为 s2. ①数据 x1+a,x2+a,…,xn+a 的方差也为 s2; ②数据 ax1,ax2,…,axn 的方差为 a2s2.
面积为13P,P+13P=1,P=34,则中间一个小矩形的面积等于13P=14,200×14=50,
即该组的频数为 50. 答案 50
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考点一 茎叶图及其应用 【例1】 (1)(2018·济南模拟)中国诗词大会的播出引发了全民的读书热,某小学语文老
师在班里开展了一次诗词默写比赛,班里40名学生得分数据的茎叶图如图所示.若规 定得分不小于85分的学生得到“诗词达人”的称号,小于85分且不小于70分的学生 得到“诗词能手”的称号,其他学生得到“诗词爱好者”的称号,根据该次比赛的 成就按照称号的不同进行分层抽样抽选10名学生,则抽选的学生中获得“诗词达人” 称号的人数为( )
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5.(2019·新余二模)为了解户籍、性别对生育二胎选择倾向的影响,某地从育龄人群中 随机抽取了容量为100的样本,其中城镇户籍与农村户籍各50人;男性60人,女性40 人,绘制不同群体中倾向选择生育二胎与倾向选择不生育二胎的人数比例图(如图所 示),其中阴影部分表示倾向选择生育二胎的对应比例,则下列叙述中错误的是( )
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知识梳理 1.频率分布直方图
(1)频率分布表的画法: 极差
第一步:求_极__差___,决定组数和组距,组距=__组__数____; 第二步:__分__组__,通常对组内数值所在区间取左闭右开区间,最后一组取闭区间; 第三步:登记频数,计算频率,列出频率分布表.