第十二章  概率与统计
 §12.3 统计

复习目标 知识梳理 应用举例 实践体验 拓展探究 基础训练 提高训练 学习感悟
    一、复习目标
   
(1)会用随机抽样,系统抽样,分层抽样等常用的抽样方法从总体中抽取样本,能够用样本频率去估计总体分布.
    (2)了解正态分布的意义及主要性质;了解假设检验的基本思想;了解线性回归思想,会求线性回归方程及进行显著性检验.

    二、重点难点
    (这里输入)

    三、特别提示
   
(1)简单随机抽样是系统抽样和分层抽样的基础,它是种等概率抽样,由其定义,应抓住以下几点理解:
    ①它要求被抽取样本的总体的个体数有限;
    ②它是从总体中逐个地进行抽取;
    ③它是一种不放回式抽样.
    (2)系统抽样,又称等距抽样,号码序列一确定,样本即确定丁,但要求总体中不能含有一定的周期性,否则样本的代表性是不可靠的,甚至会导致明显的偏向,如打扑克不洗牌就起牌,抽样就失去了公平性.
    (3)抽样方法经常交叉起来使用,比如:分层抽样,若每层中个体数量仍很大,则可辅之以系统抽样,系统中的每一均衡的部分,又可采用简单随机抽样.
    (4)频率分布条形图和频率分布直方图:两者是不同的概念,虽然它们的横轴表示的内容是相同的,但是频率分布条形
图的纵轴(矩形的高)表示频率;频率分布直方图的纵轴(矩形的高)表示频率与组距的比值,其相应组距上的频率等于该组距上的矩形的面积.
    (5)正态分布具有广泛的应用性,应知道正态分布的参数小。对正态曲线的位置与形状的影响;会计算正态分布的期望与方差:`若xi~N(mu,sigma^2),则Exi=eta,Dxi=sigma^2;`会利用标准正态分布表计算一般正态分布的概率,解决简单的实际问题C标准正态分布表的查读方法是“先竖后横”,表中只给出非负值`x_0`的值`Phi(x_0)`,其他情形都可转化为这种基本情况).
 

    知识梳理

    1、抽样方法与总体分布的估计
    (1)简单随机抽样:设一个总体的个体数为N,如果通过逐个抽取的方法从中抽取一个样本,且每次抽取时各个个体被抽到的概率相等,就称这样的抽样为 简单随机抽样,常用方法有抽签法和随机数表法两种.
    (2)当总体中的的个体数门较多时。可将总体分成均衡的几个部分,然后按照事先定出的规则,从每一部分抽取一个个体,得到所需要的样本,这种抽样称为系统抽样。
    (3)分层抽样:如果总体由差异明显的几部分组成,为了使样本更充分地反映总体的这种差异情况,往往将总体分成几个部分,然后按照 各部分所占的比例进行抽样,这种抽样叫做分层抽样,而其中所分成的各部分叫做层.
    2.总体分布的估计
    (1)总体分布是指总体取值的概率分布规律,这种分布我们一般是不知道的,所以要用样本分布去估计总体分布.一般地,样本容量越大,估计就越准确.
    (3)频率分布:样本中所有数据(或者数据组)的频数和样本容量的比,就是该数据的频率,所有数据(或者数据组)的频数的分布变化规律叫做 样本频率分布,可以用样本频率表、样本频率分布条形图或者频率分布直方图等来表示.
    3.正态分布
    (1)定义:如果具有无限容量的抽象总体是或近似地是以下函数的图象:
`f(x)=1/(sqrt(2pisigma))e^((x-mu)^2/(2sigma^2)),xin(-oo,+oo),式中的实数mu,sigma(sigma>0)`是参数,分别表示总体的 平均数与标准差,那么这个总体分布叫做正态分布,常记作N(mu,sigma^2),它的图象称为正态曲线.
    (2)正态曲线的性质
    ①曲线在x轴上方,并且关于直线x=`mu`对称.
    ②曲线在x=`mu`时处于最高点,由这一点向左、右两边延伸时,曲线逐渐降低.
    ③曲线的对称轴位置由`mu确定;曲线的形状由sigma`确定,`sigma`越大,曲线越“矮胖”;反之,曲线越“高瘦”.
    (3)标准正态总体
当`mu=0,sigma=1`时,正态总体称为标准正态总体,记作
N(0,1).由此制作的标准正态分布表中,相应于`x_0`的值
`Phi(x_0)是指总体取值小于x_0的概率,即Phi(x_0)=P(x<x_0).`一般正态总体`N(mu,sigma)`取值小于x的概率也可以通过标准正态分布表求得:`F(x)=Phi((x-mu)/sigma).`

    应用举例
    一、 应用特点
    1、三种抽样方法
    2、总体分布估计
    3、利用标准正态分布表求正态总体在某一区间的概率

    二、案例示范
    (回味相关知识与方法,寻找解题办法,若有困难,可以参考“提示”,还有困难,可以参考“解答”或倾听老师的分析示范)

    1、 某学校有在编人员160人,其中行政人员16人,教师112人,后勤人员32人,教育部门为了了解学校机构改革情况,要从中抽取一个容量为20的样本,试确定用何种方法抽取,请具体实施打操作.

    提示 示范  

    2、某文艺团体演职人员共100人,其中乐队15人 ,歌队20人,曲艺队30人,舞队25人,职员10人.
(1)列出各队的频率分布表;
(2)画出表示频率分布的条形图.
    提示 示范  

    3、在某校举行的数学竞赛中,全体参赛学生的竞赛成绩近似服 从正态分布N(70,100).已知成绩在90分以上(含90分)的学生有12名,
    (1)、试问此次参赛学生总数约为多少人?
    (2)、若该校计划奖励竞赛成绩排在前50名的学生,试问设奖的分数线约为多少分?

可供查阅的(部分)标准正态分布表`Phi(X_0)=P(x<x_0)`

`x_0`

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1.2

0.8849

0.8869

0.888

0.890

0.8925

0.8944

0.8962

0.8980

0.8997

0.9015

1.3

0.9032

0.9049

0.9066

0.9082

0.9099

0.9115

0.9131

0.9147

0.9162

0.9177

1.4

0.9192

0.9207

0.9222

0.9236

0.9251

0.9265

0.9278

0.9292

0.930

0.9319

1.9

0.9713

0.9719

0.9726

0.9732

0.9738

0.9744

0.9750

0.9756

0.9762

0.9767

2.0

0.9772

0.9778

0.9783

0.9788

0.9793

0.9798

0.9803

0.9808

0.9812

0.9817

2.1

0.9821

0.9826

0.9830

0.9834

0.9838

0.9842

0.9846

0.9850

0.9854

0.9857

 

    提示 示范  

    实践体验
    在实践中提高能力,在体验中反思感悟,力求独立,力求提高.

    1、 某校为了解2006年高考语文课的考试成绩,对1200名学生进行抽样调查,其中文科300名考生,理科600名
考生,艺术类考生200人,体育类考生70人,外语类考生30人,如果要抽120人作为调查分析对象,则按科目分别应抽多少考生?
    提示 示范  

    2、 某项大赛举行群众与活动,现在要从6名入围的幸运观众中抽取三人获得大赛一等奖,问第一次抽取时,每个个体被抽到的概率是多少?第二次抽取时,余下的每个个体被抽到的概率是多少?第三次抽取时,余下的每个个体被抽到的概率是多少?整个抽样过程中,每个个体被抽到的概率是多少?应当选用什么样的方法抽取获奖观众更公平?
 
    提示 示范  

    拓展探究
    1、对某电子元件进行寿命追踪调查,情况如下

寿命(h)

100~200

200~300

300~400

400~500

500~600

个数

20

30

80

40

30

    (1)列出频率分布表;
    (2)画出频率分布直方图;
    (3)估计电子元件寿命在100 h一400 h以内的概率
    (4)估计电子元件寿命在400 h以上的概率;
    (5)估计总体的数学期望值.

    提示 示范  

 

    基础训练(1)
    参考答案

 
    提高训练(1)
    参考答案

    学习感悟
 
   1、 在随机抽样中,当总体中的个体数较少时,用简单随机抽样,当总体中的个体较多时,用系统抽样,当总体由差异明显的几部分组成,用分层抽样。
    2、总体分布反映的是总体在各个范围内的取值的概率,这种分布一般我们是不知道的,所以用样本分布估计总体分布。对于每个个体所取不同数值较少的总体,常用条形图表示其样本分布,而对于每个个体所取不同数值较多或可以在实数区间内取值的总体,常用频率分布直方图表示样本分布。
    3、理解用样本估计总体的数学思想。将总体与随机变量沟通后,就可以运用概率的知识,研究出统计问题,用样本估计总体,是研究统计问题的一个基本思想方法,对于不易知道的总体分布,常用样本频率分布对它进行估计,对总体的平均数、方差、回归直线、相关性检验,重点需掌握线性回归的基本思想方法。
 

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