蔡世英 陳中峰
摘? 要:“抽樣與數(shù)據(jù)分析”是運(yùn)用統(tǒng)計(jì)思想解決實(shí)際問題的重要一環(huán). 文章摘選了2021年全國各地中考部分“抽樣與數(shù)據(jù)分析”中考試題進(jìn)行試題分析、解法分析,梳理題型,分析試題特點(diǎn),歸納試題解法,凝練統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)的基本要求,落實(shí)應(yīng)用意識(shí),提升學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力.
關(guān)鍵詞:中考試題;試題分析;解法分析;解法賞析
抽樣與數(shù)據(jù)分析是為了提取有用信息和形成結(jié)論而對(duì)數(shù)據(jù)加以詳細(xì)研究和概括總結(jié)的過程. 2021年全國各地中考“抽樣與數(shù)據(jù)分析”試題的考查根據(jù)《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》(以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》)的要求,注重在實(shí)際生活情境下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、描述、分析和應(yīng)用,滲透數(shù)學(xué)問題的應(yīng)用意識(shí),關(guān)注數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的養(yǎng)成,感悟統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)學(xué)理念. 本文摘選了2021年全國各地中考試題中“抽樣與數(shù)據(jù)分析”部分試題進(jìn)行分析、歸納與總結(jié),以饗讀者.
一、試題分析
1. 立足概念理解,關(guān)注知識(shí)遷移
《標(biāo)準(zhǔn)》指出,學(xué)好數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)在理解的基礎(chǔ)上和知識(shí)的應(yīng)用中不斷鞏固和深化對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解,從而達(dá)到知識(shí)的遷移. 2021年全國各地中考“抽樣與數(shù)據(jù)分析”試題能注重基本概念的考查,對(duì)平均數(shù)、眾數(shù)、中位數(shù)和方差的意義等基本概念進(jìn)行考查,此類試題解題的關(guān)鍵是能精準(zhǔn)掌握概念,精確使用公式,綜合運(yùn)用統(tǒng)計(jì)知識(shí)解題.
例1 (湖南·衡陽卷)為了向建黨一百周年獻(xiàn)禮,某市中小學(xué)生開展了紅色經(jīng)典故事演講比賽. 某參賽小組6名同學(xué)的成績(單位:分)分別為:85,82,86,82,83,92. 關(guān)于這組數(shù)據(jù),下列說法錯(cuò)誤的是(? ? ).
(A)眾數(shù)是82 (B)中位數(shù)是84
(C)方差是84 (D)平均數(shù)是85
【評(píng)析】此題考查了平均數(shù)、眾數(shù)、中位數(shù)和方差的意義. 平均數(shù)是指在一組數(shù)據(jù)中所有數(shù)據(jù)之和除以數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù);眾數(shù)是指一組數(shù)據(jù)中出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù)據(jù);中位數(shù)是指將一組數(shù)據(jù)從小到大(或從大到?。┲匦屡帕泻?,最中間的那個(gè)數(shù)(或最中間兩個(gè)數(shù)的平均數(shù));方差是指一組數(shù)據(jù)中各數(shù)據(jù)與它們的平均數(shù)的差的平方的平均數(shù). 若能理解平均數(shù)、眾數(shù)、中位數(shù)和方差的意義,則容易得到答案,此題答案為選項(xiàng)C.
例2 (上海卷)商店準(zhǔn)備一種包裝袋來包裝大米,經(jīng)市場調(diào)查以后,作出如圖1所示的統(tǒng)計(jì)圖,試問選擇什么樣的包裝最合適(? ? ).
(A)2 kg / 包 (B)3 kg / 包
(C)4 kg / 包 (D)5 kg / 包
【評(píng)析】此題考查了條形統(tǒng)計(jì)圖及眾數(shù)的概念,要求學(xué)生具備讀圖能力. 由圖象的信息及眾數(shù)的概念容易知道,眾數(shù)落入的范圍是1.5 kg~2.5 kg,從選項(xiàng)中容易確定符合題意的答案. 先確定眾數(shù)的大致位置,再?zèng)Q定具體哪個(gè)數(shù)是眾數(shù),此題的考法讓人耳目一新,需要對(duì)眾數(shù)的知識(shí)概念進(jìn)行遷移,符合“能利用頻數(shù)分布直方圖解釋數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的信息”的《標(biāo)準(zhǔn)》要求. 故此題答案為選項(xiàng)A.
2. 立足統(tǒng)計(jì)方式,關(guān)注解法選擇
2021年全國各地中考“抽樣與數(shù)據(jù)分析”試題考查實(shí)際問題情境下統(tǒng)計(jì)方式的選擇與使用,以及統(tǒng)計(jì)量的現(xiàn)實(shí)意義,要求學(xué)生能掌握相關(guān)統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算方法,并注意解法的歸納.
例3 (福建卷)某校為推薦一項(xiàng)作品參加“科技創(chuàng)新”比賽,對(duì)甲、乙、丙、丁四項(xiàng)候選作品進(jìn)行量化評(píng)分,具體成績(百分制)如表1所示.
如果按照創(chuàng)新性占60%、實(shí)用性占40%計(jì)算總成績,并根據(jù)總成績擇優(yōu)推薦,那么應(yīng)推薦的作品是(? ? ).
(A)甲 (B)乙
(C)丙 (D)丁
【評(píng)析】此題以“科技創(chuàng)新”比賽為背景命制試題,考查了運(yùn)用加權(quán)平均數(shù)解決實(shí)際問題,旨在引導(dǎo)學(xué)生于“德智體美勞”五育中全面發(fā)展. 方法1:通過甲、丙、丁的成績對(duì)比可先去掉甲與丁,直接比較乙與丙,由創(chuàng)新性的權(quán)重大于實(shí)用性的權(quán)重,可知乙的總成績必然大于丙的總成績. 方法2:計(jì)算出四人的總成績分別為90,93,92,88,易知乙的總成績最高,故此題答案為選項(xiàng)B.
例4 (內(nèi)蒙古·鄂爾多斯卷)小明收集了鄂爾多斯市某酒店2021年3月1日~3月6日每天的用水量(單位:噸),整理并繪制成如圖2所示的折線統(tǒng)計(jì)圖,下列結(jié)論正確的是(? ? ).
下列關(guān)于成績的統(tǒng)計(jì)量中,與被遮蓋的數(shù)據(jù)無關(guān)的是(? ? ).
(A)平均數(shù),方差 (B)中位數(shù),方差
(C)中位數(shù),眾數(shù) (D)平均數(shù),眾數(shù)
【評(píng)析】此題以建黨一百周年黨史知識(shí)競賽為背景命制,以缺失部分?jǐn)?shù)據(jù)的不完整表格作為已知條件,解題的關(guān)鍵是計(jì)算出被遮蓋的數(shù)據(jù)和. 容易發(fā)現(xiàn),表格中成績數(shù)據(jù)排列已按從小到大的順序排列,被遮蓋的兩個(gè)數(shù)據(jù)91分、92分的人數(shù)和為3,成績?yōu)?00分的人數(shù)出現(xiàn)次數(shù)最多,因此成績的眾數(shù)是100. 成績從小到大排列后處在第25,26位的兩個(gè)數(shù)都是98,因此中位數(shù)是98,中位數(shù)和眾數(shù)與被遮蓋的數(shù)據(jù)無關(guān),故此題答案為選項(xiàng)C.
3. 立足“三圖一表”,關(guān)注圖表閱讀
初中統(tǒng)計(jì)圖表主要體現(xiàn)為“三圖一表”,即折線統(tǒng)計(jì)圖、條形統(tǒng)計(jì)圖、扇形統(tǒng)計(jì)圖,以及統(tǒng)計(jì)表. 各種統(tǒng)計(jì)圖表都有各自的特點(diǎn),在實(shí)際生活中有不同的應(yīng)用. 2021年全國各地中考試題在統(tǒng)計(jì)圖表方面的考查仍然體現(xiàn)在統(tǒng)計(jì)圖表之間的相互聯(lián)系,須經(jīng)過讀圖、識(shí)圖獲得信息,畫(補(bǔ))圖分析數(shù)據(jù),經(jīng)歷收集、整理、描述和分析數(shù)據(jù)的活動(dòng),同時(shí)了解數(shù)據(jù)處理的必要性.
例6 (湖北·隨州卷)圖3是小明某一天測得的7次體溫情況的折線統(tǒng)計(jì)圖,下列信息不正確的是(? ? ).
(A)測得的最高體溫為37.1℃
(B)前3次測得的體溫在下降
(C)這組數(shù)據(jù)的眾數(shù)是36.8
(D)這組數(shù)據(jù)的中位數(shù)是36.6
【評(píng)析】此題考查了折線統(tǒng)計(jì)圖,眾數(shù)與中位數(shù)的計(jì)算方法,以及學(xué)生的讀圖與析圖能力. 從圖中容易知道選項(xiàng)A、選項(xiàng)B正確,且出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù)據(jù)36.8是眾數(shù),故選項(xiàng)C也正確. 中位數(shù)是指排序后最中間的數(shù)據(jù),即排序后第4個(gè)數(shù)據(jù)36.8是中位數(shù),則選項(xiàng)D不正確,故此題答案為選項(xiàng)D.
例7 (湖北·黃岡卷)高爾基說:“書,是人類進(jìn)步的階梯.”閱讀可以豐富知識(shí),拓寬視野,給我們帶來愉悅. 英才中學(xué)計(jì)劃在各班設(shè)立圖書角,為合理搭配各類書籍,對(duì)全校學(xué)生進(jìn)行抽樣調(diào)查,收集整理喜愛的書籍類型(A. 科普,B. 文學(xué),C. 體育,D. 其他),繪制出如圖4、圖5所示的兩幅不完整的統(tǒng)計(jì)圖,則下列說法錯(cuò)誤的是(? ? ).
(A)樣本容量為400
(B)類型D所對(duì)應(yīng)的扇形的圓心角為36°
(C)類型C所占百分比為30%
(D)類型B的人數(shù)為120人
【評(píng)析】此題以設(shè)立圖書角為背景命制,以統(tǒng)計(jì)圖的方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù),考查樣本容量、頻數(shù)、頻率的關(guān)系,以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換,需要具備一定的讀圖、識(shí)圖及分析推理能力. 根據(jù)A類100人占25%可計(jì)算出樣本容量為400,根據(jù)D類占10%可計(jì)算其所對(duì)扇形的圓心角度數(shù)為[36°],根據(jù)C類140人 ÷ 總樣本容量400即可得所占百分比[35%],故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,總樣本容量減去A,C,D三類人數(shù)即可得B類人數(shù)120人. 此題答案為選項(xiàng)C.
例8 (湖南·邵陽卷)某社區(qū)針對(duì)5月30日前該社區(qū)居民接種新冠疫苗的情況開展了問卷調(diào)查,共收回6 000份有效問卷.經(jīng)統(tǒng)計(jì),制成如表3所示的數(shù)據(jù)表格.
小杰同學(xué)選擇扇形統(tǒng)計(jì)圖分析接種不同針數(shù)的居民人數(shù)所占總?cè)藬?shù)的百分比.下面是制作扇形統(tǒng)計(jì)圖的步驟(順序打亂):
① 計(jì)算各部分扇形的圓心角分別為[126°],[136.8°],[79.2°],[18°].
② 計(jì)算出接種不同針數(shù)的居民人數(shù)占總?cè)藬?shù)的百分比分別為35%,38%,22%,5%.
③ 在同一個(gè)圓中,根據(jù)所得的圓心角度數(shù)畫出各個(gè)扇形,并注明各部分的名稱及相應(yīng)的百分比.
如圖6,制作扇形統(tǒng)計(jì)圖的步驟排序正確的是(? ? ).
(A)②①③ (B)①③②
(C)①②③ (D)③①②
【評(píng)析】此題考查扇形統(tǒng)計(jì)圖的制作步驟,根據(jù)制作步驟即可求解. 通過考查抽樣調(diào)查中制作圖表的具體制作程序,此類試題具有可操作性的實(shí)際意義,此題答案為選項(xiàng)A.
4. 立足實(shí)際案例,強(qiáng)化應(yīng)用意識(shí)
數(shù)學(xué)知識(shí)是解決實(shí)際問題的工具,尤其是統(tǒng)計(jì)知識(shí)與實(shí)際生活密切相關(guān). 2021年全國各地區(qū)中考試題中不乏運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的試題,而“抽樣與數(shù)據(jù)分析”知識(shí)最能體現(xiàn)數(shù)學(xué)在日常生活中的應(yīng)用價(jià)值.
例9 (浙江·臺(tái)州卷)超市貨架上有一批大小不一的雞蛋,某顧客從中選購了部分大小均勻的雞蛋,設(shè)貨架上原有雞蛋的質(zhì)量(單位:g)平均數(shù)和方差分別為[x],[s2],該顧客選購的雞蛋的質(zhì)量平均數(shù)和方差為[x1],[s21],則下列結(jié)論一定成立的是(? ? ).
【評(píng)析】此題以顧客在超市中選購雞蛋為背景命制,顧客所選購的雞蛋大小均勻,即雞蛋質(zhì)量數(shù)據(jù)比較整齊,可推斷相應(yīng)的方差[s21]一定比貨架上原有雞蛋質(zhì)量數(shù)據(jù)的方差[s2]小,則一定成立的是[s2>s21]. 故此題答案為選項(xiàng)C.
例10 (湖南·常德卷)舒青是一名觀鳥愛好者,他想要用折線統(tǒng)計(jì)圖來反映中華秋沙鴨每年秋季到當(dāng)?shù)乇芎蕉臄?shù)量變化情況,以下是排亂的統(tǒng)計(jì)步驟:① 從折線統(tǒng)計(jì)圖中分析出中華秋沙鴨每年來當(dāng)?shù)乇芎蕉淖兓厔?shì);② 從當(dāng)?shù)刈匀槐Wo(hù)區(qū)管理部門收集中華秋沙鴨每年來當(dāng)?shù)乇芎蕉臄?shù)量記錄;③ 按統(tǒng)計(jì)表的數(shù)據(jù)繪制折線統(tǒng)計(jì)圖;④ 整理中華秋沙鴨每年來當(dāng)?shù)乇芎蕉臄?shù)量并制作統(tǒng)計(jì)表.正確統(tǒng)計(jì)步驟的順序是(? ? ).
(A)②→③→①→④
(B)③→④→①→②
(C)①→②→④→③
(D)②→④→③→①
【評(píng)析】此題考查制作折線統(tǒng)計(jì)圖的實(shí)際操作步驟,具有現(xiàn)實(shí)意義. 根據(jù)數(shù)據(jù)的收集、整理、制作折線統(tǒng)計(jì)圖及由統(tǒng)計(jì)圖分析結(jié)果等步驟可得答案. 此題答案為選項(xiàng)D.
例11 (黑龍江·綏化卷)近些年來,移動(dòng)支付已成為人們的主要支付方式之一. 某企業(yè)為了解員工某月A,B兩種移動(dòng)支付方式的使用情況,從企業(yè)2 000名員工中隨機(jī)抽取了200人,發(fā)現(xiàn)樣本中A,B兩種支付方式都不使用的有10人,樣本中僅使用A種支付方式和僅使用B種支付方式的員工支付金額a(元)分布情況如表4所示.
下面有四個(gè)推斷:
① 根據(jù)樣本數(shù)據(jù)估計(jì),企業(yè)2 000名員工中,同時(shí)使用A,B兩種支付方式的為800人;
② 本次調(diào)查抽取的樣本容量為200人;
③ 樣本中僅使用A種支付方式的員工,該月支付金額的中位數(shù)一定不超過1 000元;
④ 樣本中僅使用B種支付方式的員工,該月支付金額的眾數(shù)一定為1 500元.
其中正確的是(? ? ).
(A)①③ (B)③④
(C)①② (D)②④
【評(píng)析】此題考查數(shù)據(jù)的簡單隨機(jī)抽樣,體會(huì)抽樣的必要性. 涉及的統(tǒng)計(jì)知識(shí)有樣本容量、中位數(shù)、眾數(shù)等核心內(nèi)容. 在①中,體會(huì)用樣本估計(jì)總體的思想,需具備推斷能力,先求得樣本中同時(shí)使用A,B兩種支付方式的有80人;在②中,由已知可知樣本容量為200,但樣本容量無單位;在③中,利用中位數(shù)的定義可以直接判斷;在④中,根據(jù)眾數(shù)的定義可以直接判斷.此題答案為選項(xiàng)A.
二、解法分析
中考有關(guān)“抽樣與數(shù)據(jù)分析”部分的試題大都比較容易,但由于要以實(shí)際生活背景設(shè)置試題,這就要求學(xué)生要有一定的閱讀能力,要有讀圖、識(shí)圖、析圖、分析與應(yīng)用知識(shí)的能力. 如何突破這一難點(diǎn)?靈活運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的相關(guān)知識(shí)準(zhǔn)確地找到解題的切入點(diǎn)顯得尤為重要. 在解題方面,筆者認(rèn)為應(yīng)該重視以下三“從”,即“從概念理解入手,掌握基本題型”“從讀圖、識(shí)圖切入,突破閱讀障礙”“從培養(yǎng)數(shù)據(jù)推斷著手,提升決策能力”.
1. 從概念理解入手,掌握基本題型
統(tǒng)計(jì)概念是數(shù)學(xué)思維的細(xì)胞,它是進(jìn)行數(shù)學(xué)推理、判斷及說理的依據(jù). 2021年全國各地中考試題中,對(duì)統(tǒng)計(jì)部分的考查比較注重貼近生活實(shí)際. 在解決此類問題時(shí),要注意結(jié)合實(shí)際背景理解基本的統(tǒng)計(jì)概念原理,選擇合適的數(shù)據(jù)調(diào)查方式、采用貼切的數(shù)據(jù)描述手段,選用合理的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)量,掌握基本的統(tǒng)計(jì)試題類型.
例12 (山東·臨沂卷)實(shí)施鄉(xiāng)村振興計(jì)劃以來,我市農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入了快車道,為了解梁家?guī)X村今年一季度經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r,小玉同學(xué)的課題研究小組從該村300戶家庭中隨機(jī)抽取了20戶,收集到他們一季度家庭人均收入的數(shù)據(jù)如下(單位:萬元):
0.69? 0.73? 0.74? 0.80? 0.81? 0.98? 0.93? 0.81
0.89? 0.69? 0.74? 0.99? 0.98? 0.78? 0.80? 0.89
0.83? 0.89? 0.94? 0.89
研究小組的同學(xué)對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理分析,得到表5、表6.
【評(píng)析】此題考查頻數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)、樣本估計(jì)總體等相關(guān)統(tǒng)計(jì)知識(shí). 在第(1)小題中,根據(jù)所給數(shù)據(jù)計(jì)數(shù),即可得[a],[b]的值. 根據(jù)中位數(shù)和眾數(shù)的定義求解,可得[c],[d]的值. 在第(2)小題中,采用樣本估計(jì)總體的方法,可求出今年一季度梁家?guī)X村家庭人均收入不低于0.8萬元的戶數(shù)所占的百分比,即可得到結(jié)論. 在第(3)小題中,根據(jù)中位數(shù)進(jìn)行判斷即可.
例13 (安徽卷)為了解全市居民用戶用電情況,某部門從居民用戶中隨機(jī)抽取100戶進(jìn)行月用電量(單位:kW·h)調(diào)查,按月用電量50~100,100~150,150~200,200~250,250~300,300~350進(jìn)行分組,繪制頻數(shù)分布直方圖如圖7所示.
(1)求頻數(shù)分布直方圖中[x]的值;
(2)判斷這100戶居民用戶月用電量數(shù)據(jù)的中位數(shù)在哪一組(直接寫出結(jié)果);
(3)設(shè)各組居民用戶月平均用電量如表7所示.
根據(jù)上述信息,估計(jì)該市居民用戶月用電量的平均數(shù).
解:(1)因?yàn)閇100-12+18+30+12+6=22],
所以[x=22].
(2)因?yàn)橹形粩?shù)是第50和51兩個(gè)數(shù)的平均數(shù),第50和51兩個(gè)數(shù)都位于月用電量150~200的范圍內(nèi),所以這100戶居民用戶月用電量數(shù)據(jù)的中位數(shù)在月用電量150~200的范圍內(nèi).
(3)設(shè)月用電量的平均數(shù)為[y],
答:該市居民用戶月用電量的平均數(shù)約為[186]kW·h.
【評(píng)析】此題考查頻數(shù)分布表和頻數(shù)分布直方圖,讀懂題目及理解題意是解題的突破口. 在第(1)小題中,利用100減去其他各組的頻數(shù)即可求解. 在第(2)小題中,中位數(shù)是第50和51兩個(gè)數(shù)的平均數(shù),第50和51兩個(gè)數(shù)都位于月用電量150~200的范圍內(nèi),由此即可解答. 在第(3)小題中,利用加權(quán)平均數(shù)的計(jì)算公式即可解答.
2. 從讀圖、識(shí)圖切入,突破閱讀障礙
《標(biāo)準(zhǔn)》指出,在面對(duì)實(shí)際問題時(shí),應(yīng)當(dāng)先調(diào)查研究、收集數(shù)據(jù),然后選擇合適的統(tǒng)計(jì)量描述數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù),體會(huì)數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含著大量的數(shù)學(xué)信息. 教材還可以設(shè)置閱讀材料,滲透重要的數(shù)學(xué)思想和方法,為學(xué)有余力的學(xué)生提供更大的學(xué)習(xí)和發(fā)展空間. 2021年中考試題中以統(tǒng)計(jì)圖表為背景,且伴隨一定閱讀量的閱讀理解型試題,屢有出現(xiàn),此類試題的解題關(guān)鍵是理解圖形的制作原理,厘清圖與圖、圖與表之間的關(guān)系,并從圖表中獲取所需的相關(guān)信息是解題的切入點(diǎn).
例14 (云南卷)2020年以來,我國部分地區(qū)出現(xiàn)了新冠疫情. 一時(shí)間,疫情就是命令,防控就是責(zé)任,一方有難八方支援.某公司在疫情期間為疫區(qū)生產(chǎn)A,B,C,D四種型號(hào)的帳篷共20 000頂,有關(guān)信息見如圖8、圖9所示的統(tǒng)計(jì)圖.
下列判斷正確的是(? ? ).
(A)單獨(dú)生產(chǎn)B型帳篷的天數(shù)是單獨(dú)生產(chǎn)C型帳篷天數(shù)的3倍
(B)單獨(dú)生產(chǎn)B型帳篷的天數(shù)是單獨(dú)生產(chǎn)A型帳篷天數(shù)的1.5倍
(C)單獨(dú)生產(chǎn)A型帳篷與單獨(dú)生產(chǎn)D型帳篷的天數(shù)相等
(D)每天單獨(dú)生產(chǎn)C型帳篷的數(shù)量最多
解:單獨(dú)生產(chǎn)A型帳篷的天數(shù)為[20 000×45%4 500=2 ](天),
單獨(dú)生產(chǎn)B型帳篷的天數(shù)為[20 000×30%1 500=4](天),
單獨(dú)生產(chǎn)C型帳篷的天數(shù)為[20 000×15%3 000=1](天),
單獨(dú)生產(chǎn)D型帳篷的天數(shù)為[20 000×10%1 000=2](天),
容易知道選項(xiàng)A、選項(xiàng)B均不正確.
每天單獨(dú)生產(chǎn)A型帳篷的數(shù)量最多,顯然選項(xiàng)D也不正確.
故此題答案為選項(xiàng)C.
【評(píng)析】此題考查了扇形統(tǒng)計(jì)圖與條形統(tǒng)計(jì)圖,須從兩種統(tǒng)計(jì)圖中獲取相關(guān)信息,再計(jì)算出相關(guān)的量.
例15 (湖南·株洲卷)目前,國際上常用身體質(zhì)量指數(shù)“[BMI]”作為衡量人體健康狀況的一個(gè)指標(biāo),其計(jì)算公式[BMI=Gh2](G表示體重,單位:千克;[h]表示身高,單位:米). 已知某區(qū)域成人的[BMI]數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)為[BMI<16]為瘦弱(不健康);[16]≤[BMI]<[18.5]為偏瘦;[18.5]≤[BMI][<24]為正常;[24]≤[BMI][<28]為偏胖;[BMI]≥[28]為肥胖(不健康). 某研究人員從該區(qū)域的一體檢中心隨機(jī)抽取55名成人的體重、身高數(shù)據(jù)組成一個(gè)樣本,計(jì)算每名成人的[BMI]數(shù)值后統(tǒng)計(jì)如表8和圖10所示.
【評(píng)析】此題考查了隨機(jī)抽樣、統(tǒng)計(jì)表和條形統(tǒng)計(jì)圖. 在第(1)小題中,可直接從圖表中獲取數(shù)據(jù). 在第(2)小題中,根據(jù)公式直接代入求值. 在第(3)小題中,從圖象中獲取“[n<4]”這一信息,結(jié)合“[n]≥[2]([n]為正整數(shù))”,得“[n=2]或[n=3]”是解題的關(guān)鍵,再根據(jù)抽取人數(shù)為55可計(jì)算出[m]的值.
3. 從培養(yǎng)數(shù)據(jù)推斷著手,提升決策能力
《標(biāo)準(zhǔn)》指出,要能解釋統(tǒng)計(jì)結(jié)果,根據(jù)結(jié)果做出簡單的判斷和預(yù)測,并能進(jìn)行交流.
學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)不能僅局限于純粹地讀題、析題與解題,更重要的是,面對(duì)實(shí)際問題時(shí)要有統(tǒng)計(jì)意識(shí),用統(tǒng)計(jì)的思想方法思考問題,再根據(jù)統(tǒng)計(jì)知識(shí)推斷或幫助我們提升對(duì)實(shí)際問題的決策能力.
例16 (湖南·永州卷)某初級(jí)中學(xué)堅(jiān)持開展陽光體育活動(dòng),七年級(jí)至九年級(jí)每學(xué)期均進(jìn)行體育技能測試. 其中A班甲、乙兩位同學(xué)6個(gè)學(xué)期的投籃技能測試成績(投籃命中個(gè)數(shù))折線圖如圖11所示. 為參加學(xué)校舉行的畢業(yè)籃球友誼賽,A班需從甲、乙兩位同學(xué)中選1人進(jìn)入班球隊(duì),從兩人成績的穩(wěn)定性考慮,決策A班應(yīng)該選擇的同學(xué)是______.
故甲投籃技能測試成績數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定.
故填甲.
【評(píng)析】此題考查折線統(tǒng)計(jì)圖與方差的意義,體會(huì)刻畫數(shù)據(jù)離散程度的統(tǒng)計(jì)量在實(shí)際中的應(yīng)用.
例17 (江蘇·南京卷)某市在實(shí)施居民用水定額管理前對(duì)居民生活用水情況進(jìn)行了調(diào)查,通過簡單隨機(jī)抽樣獲得了100個(gè)家庭去年的月均用水量數(shù)據(jù),將這組數(shù)據(jù)按從小到大的順序排列,其中部分?jǐn)?shù)據(jù)如表9所示.
(1)求這組數(shù)據(jù)的中位數(shù).已知這組數(shù)據(jù)的平均數(shù)為9.2 t,你對(duì)它與中位數(shù)的差異有什么看法?
(2)為了鼓勵(lì)節(jié)約用水,要確定一個(gè)用水量的標(biāo)準(zhǔn),超出這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的部分按1.5倍價(jià)格收費(fèi),若要使75%的家庭水費(fèi)支出不受影響,你覺得這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該定為多少?
解:(1)由表格數(shù)據(jù)可知,位于最中間的兩個(gè)數(shù)分別是6.4和6.8.
故中位數(shù)為[6.4+6.82=6.6](t).
而這組數(shù)據(jù)的平均數(shù)為9.2 t,它們之間差異較大,主要是由它們各自的特點(diǎn)決定的,主要原因如下.
① 平均數(shù)與每一個(gè)數(shù)據(jù)都有關(guān),任何數(shù)據(jù)的變動(dòng)都會(huì)引起平均數(shù)的相應(yīng)變動(dòng);主要缺點(diǎn)是易受極端值的影響,這里的極端值是指偏大或偏小數(shù),當(dāng)出現(xiàn)偏大數(shù)時(shí),平均數(shù)將會(huì)被抬高,當(dāng)出現(xiàn)偏小數(shù)時(shí),平均數(shù)將會(huì)降低.
② 將數(shù)據(jù)按照從小到大或從大到小的順序排列. 如果數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)是奇數(shù),則處于最中間位置的數(shù)就是這組數(shù)據(jù)的中位數(shù);如果數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)是偶數(shù),則中間兩個(gè)數(shù)據(jù)的平均數(shù)是這組數(shù)據(jù)的中位數(shù). 它的求出不需要或只需簡單地計(jì)算,不受極端值的影響.
這100個(gè)數(shù)據(jù)中,最大的數(shù)據(jù)是28,最小的數(shù)據(jù)是1.3,
因此,平均數(shù)受到極端值的影響,造成與中位數(shù)差異較大.
(2)因?yàn)榈?5戶用水量為11 t,第76戶用水量為13 t,因此標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)定為11 ≤ a < 13(其中a為標(biāo)準(zhǔn)用水量,單位:t).
【評(píng)析】(1)從中位數(shù)和平均數(shù)的定義和計(jì)算公式的角度分析它們的特點(diǎn),可找出它們差異的原因;(2)從表中找到第75戶和第76戶家庭的用水量,則可得到應(yīng)制定的用水量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù).
三、試題解法賞析
《標(biāo)準(zhǔn)》指出,要讓學(xué)生感受解決問題策略的多樣化與靈活性,并比較不同方法的特點(diǎn). 2021年全國各地中考試題“抽樣與數(shù)據(jù)分析”部分有立意新穎的靚麗好題,此類試題有助于拓寬學(xué)生的解題思路,培養(yǎng)發(fā)散思維. 因篇幅所限,現(xiàn)略舉一二.
1. 解法的多樣性
例18 (河北卷)小明調(diào)查了本班每位同學(xué)最喜歡的顏色,并繪制了不完整的扇形圖(如圖12)及條形圖(如圖13)(柱的高度從高到低排列). 條形圖不小心被撕了一塊,圖13中“( ? ?)”應(yīng)填的顏色是(? ? ).
故此題答案為選項(xiàng)D.
(方法2)事實(shí)上,只要緊緊抓住“條形統(tǒng)計(jì)圖中柱的高度從高到低排列”這個(gè)關(guān)鍵信息,然后直接量出扇形中各部分圓心角的度數(shù),再找到度數(shù)為倒數(shù)第二位位置的扇形所對(duì)應(yīng)的顏色,故此題答案為選項(xiàng)D.
【評(píng)析】根據(jù)柱的高度從高到低排列與扇形所占的百分比,可知藍(lán)色是5,且所占的百分比是10%. 可求出調(diào)查的總?cè)藬?shù),用16除以總?cè)藬?shù)得出所占的百分比. 從而排除最多人數(shù)16的條形是紅色,再根據(jù)紅色所占的百分比求出喜歡紅色的人數(shù),用總?cè)藬?shù)減去其他人數(shù),求出另一組的人數(shù),最后根據(jù)柱的高度從高到低排列,可求得答案.
例19 (浙江·溫州卷)某校將學(xué)生體質(zhì)健康測試成績分為A,B,C,D四個(gè)等級(jí),依次記為4分,3分,2分,1分.為了解學(xué)生整體體質(zhì)健康狀況,擬抽樣進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.
(1)以下是兩位同學(xué)關(guān)于抽樣方案的對(duì)話.
小紅:我想隨機(jī)抽取七年級(jí)男、女生各60人的成績.
小明:我想隨機(jī)抽取七、八、九年級(jí)男生各40人的成績.
根據(jù)學(xué)校信息,試簡要評(píng)價(jià)小紅、小明的抽樣方案. 如果你來抽取120名學(xué)生的測試成績,試給出抽樣方案.
(2)現(xiàn)將隨機(jī)抽取的測試成績進(jìn)行整理,并繪制成如圖14所示的統(tǒng)計(jì)圖,試求出這組數(shù)據(jù)的平均數(shù)、中位數(shù)和眾數(shù).
解:(1)兩人都能根據(jù)學(xué)校信息合理選擇樣本容量進(jìn)行抽樣調(diào)查.
小紅的方案考慮到了性別的差異,但沒有考慮到年級(jí)、學(xué)段的差異;
小明的方案考慮到了年級(jí)特點(diǎn),但沒有考慮到性別的差異.
他們的抽樣調(diào)查不具有廣泛性和代表性.
抽樣方案1:隨機(jī)抽取該校七、八、九年級(jí)男、女生各20人的成績.
抽樣方案2:隨機(jī)抽取該校各年級(jí)學(xué)生(男、女生不限)共120人的成績.(答案不唯一.)
(2)平均數(shù)為
[4×30+3×45+2×30+1×1530+45+30+15=][2.75](分).
抽查的120人中,成績3分出現(xiàn)的次數(shù)最多,共出現(xiàn)45次,因此眾數(shù)是3分.
將這120人的得分從小到大排列,處在中間位置的兩個(gè)數(shù)都是3分,因此中位數(shù)是3分.
答:這組數(shù)據(jù)的平均數(shù)是2.75分,中位數(shù)是3分,眾數(shù)是3分.
【評(píng)析】通過考查評(píng)價(jià)抽樣方案樹立審辯式視域下的統(tǒng)計(jì)思想,通過考查設(shè)計(jì)抽樣方案培養(yǎng)創(chuàng)新視角下的統(tǒng)計(jì)意識(shí).
2. 試題的綜合性
例20 (江蘇·鹽城卷)為了防控新冠疫情,某地區(qū)積極推廣疫苗接種工作,衛(wèi)生防疫部門對(duì)該地區(qū)八周以來的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理,繪制得到圖15、表10.
根據(jù)統(tǒng)計(jì)表中的數(shù)據(jù),建立以周次為橫坐標(biāo),接種人數(shù)為縱坐標(biāo)的平面直角坐標(biāo)系,并根據(jù)以上統(tǒng)計(jì)表中的數(shù)據(jù)描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn),發(fā)現(xiàn)從第3周開始這些點(diǎn)大致分布在一條直線附近,現(xiàn)過其中兩點(diǎn)(3,12),(8,42)作一條直線(如圖16),該直線的函數(shù)表達(dá)式為[y=6x-6],那么這條直線可近似反映該地區(qū)接種人數(shù)的變化趨勢(shì).
試根據(jù)以上信息,解答下列問題:
(1)這八周中每周接種人數(shù)的平均數(shù)為? ? ?;該地區(qū)的總?cè)丝诩s為? ? ?.
(2)若從第9周開始,每周的接種人數(shù)仍符合上述變化趨勢(shì).
① 估計(jì)第9周的接種人數(shù)約為? ? ?.
② 專家表示:疫苗接種率至少達(dá)60%,才能實(shí)現(xiàn)全民免疫.那么,從推廣疫苗接種工作開始,最早到第幾周,該地區(qū)可達(dá)到實(shí)現(xiàn)全民免疫的標(biāo)準(zhǔn)?
(3)實(shí)際上,受疫苗供應(yīng)等客觀因素影響,從第9周開始接種人數(shù)將會(huì)逐周減少[a][a>0]萬人,為了盡快提高接種率,一旦周接種人數(shù)低于20萬人時(shí),衛(wèi)生防疫部門將會(huì)采取措施,使得之后每周的接種能力一直維持在20萬人.如果[a=1.8],那么該地區(qū)的建議接種人群最早將于第幾周全部完成接種?
分析:(1)利用平均數(shù)的計(jì)算公式計(jì)算可得結(jié)論;用前8周已接種人數(shù)的和除以22.5%,可得結(jié)論.
(2)① 將[x=9]代入[y=6x-6]中,計(jì)算后可得結(jié)論.
② 計(jì)算出實(shí)現(xiàn)全民免疫所需的接種人數(shù)為[800×60%;] 設(shè)最早到第[x]周,該地區(qū)可達(dá)到實(shí)現(xiàn)全民免疫的標(biāo)準(zhǔn),依題意列出不等式,通過計(jì)算可得結(jié)論.
(3)依題意計(jì)算出第9周的接種人數(shù),進(jìn)而計(jì)算出第[x]周的接種人數(shù),根據(jù)題意列出不等式,解不等式得到從第21周開始接種人數(shù)低于20萬,再依據(jù)題意列出完成全部接種時(shí),滿足的不等式即可得出結(jié)論.
【評(píng)析】此題考查了算術(shù)平均數(shù)、頻數(shù)、頻率、數(shù)據(jù)總數(shù)等統(tǒng)計(jì)知識(shí),涉及一次函數(shù)、一元一次不等式組、分段函數(shù)等其他數(shù)學(xué)核心內(nèi)容,試題來自身邊的素材“統(tǒng)計(jì)接種疫苗人數(shù)”,通過借助統(tǒng)計(jì)思想及結(jié)合統(tǒng)計(jì)知識(shí)進(jìn)行分析推斷出今后接種疫苗工作的發(fā)展趨勢(shì),具有現(xiàn)實(shí)意義,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)來源于生活并應(yīng)用于生活的基本理念.
在2021年全國各地的中考試題中,“抽樣與數(shù)據(jù)分析”部分考查的難度相對(duì)較小,但以實(shí)際生活為背景,“活而不難”的情境類試題仍屢見不鮮,一線教師要明確試題分析中的四個(gè)常見的考查“立足”點(diǎn),還要注重解法分析中的三“從”. 今后在解決實(shí)際問題時(shí),要注意引導(dǎo)學(xué)生樹立統(tǒng)計(jì)意識(shí),運(yùn)用統(tǒng)計(jì)思想,重視數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)描述、數(shù)據(jù)分析的過程,培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力.
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