適用于新教材2023版高中數(shù)學第八章成對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析8.3列聯(lián)表與獨立性檢驗探究導學課件新人教A版選擇性必修第三冊

8.3列聯(lián)表與獨立性檢驗第八章新課程標準素養(yǎng)風向標通過典例的探究了解獨立性檢驗的基本思想、方法及初步應用,了解獨立性檢驗的常用方法.1.了解獨立性檢驗的基本思想、方法及簡單應用.(數(shù)學抽象)2.理解判斷兩個隨機事件是否有關系的常用方法,獨立性檢驗中χ2的含義及實施步驟.(數(shù)學運算)3.經(jīng)歷由實際問題建立數(shù)學模型的過程,體會其基本方法.(數(shù)學建模)基礎預習初探主題1

分類變量與列聯(lián)表

某班主任對全班50名學生進行了作業(yè)量的調(diào)查,了解男生、女生對作業(yè)量大小的看法是否存在差異,得到的數(shù)據(jù)如下:性別作業(yè)量合計認為作業(yè)量大(Y=1)認為作業(yè)量小(Y=0)男生(X=1)18927女生(X=0)81523合計262450

結論:1.分類變量:使用一種特殊的隨機變量,以區(qū)別不同的現(xiàn)象或性質(zhì),這類隨機變量稱為分類變量.2.2×2列聯(lián)表:分類變量X,Y的抽樣數(shù)據(jù)列聯(lián)表XY合計Y=0Y=1X=0aba+bX=1cdc+d合計a+cb+dn=a+b+c+d【對點練】

下面是一個2×2列聯(lián)表:其中a,b處填的值分別為

.

XY合計Y=0Y=1X=035a70X=1151530合計50b100【解析】由a+35=70,得a=35,a+15=b,得b=50.答案:35,50

【對點練】

獨立性檢驗,適用于檢查

變量之間的關系 (

)

A.線性

B.非線性C.解釋與預報

D.分類【解析】選D.根據(jù)實際問題中的情況,獨立性檢驗,適用于檢查分類變量之間的關系,而不是線性變量、非線性變量和解釋與預報變量之間的關系,故正確.【跟蹤訓練】

某研究性學習小組調(diào)查研究學生使用智能手機對學習的影響,部分統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表:根據(jù)小概率值α的獨立性檢驗在犯錯誤的概率不超過

的前提下,認為使用智能手機對學習有影響.

成績智能手機合計使用智能手機不使用智能手機成績優(yōu)秀4812成績不優(yōu)秀16218合計201030α0.10.050.010.0050.001xα2.7063.8416.6357.87910.828

核心互動探究探究點一

列聯(lián)表與χ2的計算【典例1】(1)假設2個分類變量X和Y的2×2列聯(lián)表如下:XY合計y1y2x1a10a+10x2c30c+30合計a+c40100對于同一樣本,以下數(shù)據(jù)能說明X和Y有關系的可能性最大的一組是(

)A.a=40,c=20

B.a=45,c=15 C.a=35,c=25 D.a=30,c=30(2)考察某班學生數(shù)學、外語成績得到2×2列聯(lián)表如下:類

別數(shù)學優(yōu)數(shù)學差合

計外語優(yōu)341751外語差151934合

計493685那么,χ2等于 (

)A.10.3 B.8 C.4.25 D.9.3

【類題通法】獨立性檢驗的兩個關注點(1)獨立性檢驗的關鍵是正確列出2×2列聯(lián)表,并計算出χ2的值.(2)弄清判斷兩變量有關的把握性與犯錯誤概率的關系,根據(jù)題目要求進行正確回答.【定向訓練】1.下列是關于出生男嬰與女嬰(與時間的關系)調(diào)查的列聯(lián)表,那么A=

,B=

,C=

,D=

,E=

.

性別時間合計白天晚上男嬰45AB女嬰E35C合計98D180【解析】由題意,45+E=98,A+35=D,45+A=B,E+35=C,B+C=180,所以A=47,B=92,C=88,D=82,E=53.答案:47

92

88

82

532.某學生對其親屬30人的飲食習慣進行了一次調(diào)查,得到2×2列聯(lián)表:年齡食品類型合計主食蔬菜主食肉類50歲以下481250歲以上16218合計201030

探究點二

判斷是否有把握【典例2】茶樹根據(jù)其茶葉產(chǎn)量可分為優(yōu)質(zhì)茶樹和非優(yōu)質(zhì)茶樹,某茶葉種植研究小組選取了甲、乙兩塊試驗田來檢驗某種茶樹在不同的環(huán)境條件下的生長情況.研究人員將100株該種茶樹幼苗在甲、乙兩塊試驗田中進行種植,成熟后統(tǒng)計每株茶樹的茶葉產(chǎn)量,將所得數(shù)據(jù)整理如表所示:

優(yōu)質(zhì)茶樹非優(yōu)質(zhì)茶樹甲試驗田a25乙試驗田10b

α0.10.050.01xα2.7063.8416.635

【類題通法】判斷是否有把握題型的解題策略(1)列出2×2列聯(lián)表.(2)利用公式,計算χ2.(3)將χ2與小概率值α對應的臨界值xα比較.(4)作出判斷:①若χ2≥xα,則根據(jù)小概率值α的獨立性檢驗,認為兩個分類變量有關,犯錯誤的概率不超過α.②若χ2<xα,則根據(jù)小概率值α的獨立性檢驗,沒有充分證據(jù)認為兩個分類變量有關.【定向訓練】1.為了解學生的課外閱讀時間情況,某學校隨機抽取了50人進行統(tǒng)計分析,把這50人每天閱讀的時間(單位:分鐘)繪制成頻數(shù)分布表,如下表所示:閱讀時間[0,20)[20,40)[40,60)[60,80)[80,100)[100,120]人數(shù)810121172若把每天閱讀時間在60分鐘以上(含60分鐘)的同學稱為“閱讀達人”,根據(jù)統(tǒng)計結果中男女生閱讀達人的數(shù)據(jù),制作出如圖所示的等高條形圖:(1)根據(jù)已知條件完成2×2列聯(lián)表:閱讀達人性別合計男生女生閱讀達人

非閱讀達人

合計

α0.10.050.010.0050.001xα2.7063.8416.6357.87910.828【解析】(1)由頻數(shù)分布表得,“閱讀達人”的人數(shù)是11+7+2=20(人),根據(jù)等高條形圖填充2×2列聯(lián)表如下:閱讀達人性別合計男生女生閱讀達人61420非閱讀達人181230合計242650

性別級別合計高級非高級女40

男

140

合計

α0.10.050.010.0050.001xα2.7063.8416.6357.87910.828【解析】性別級別合計高級非高級女40160200男60140200合計100300400

課堂素養(yǎng)達標1.以下關于獨立性檢驗的說法中,錯誤的是 (

)A.獨立性檢驗依據(jù)小概率原理B.獨立性檢驗得到的結論一定正確C.樣本不同,獨立性檢驗的結論可能有差異D.獨立性檢驗不是判定兩分類變量是否相關的唯一方法【解析】選B.根據(jù)獨立性檢驗的原理可知得到的結論是錯誤的情況是小概率事件,但并不一定是正確的.2.給出以下變量:①吸煙,②性別,③宗教信仰,④國籍.其中屬于分類變量的有

.(填序號)

【解析】①因為吸煙不是分類變量,是否吸煙才是分類變量,②③④符合分類變量的定義,屬于分類變量.答案:②③④3.為研究某地區(qū)中學生的性別與閱讀量的關系,運用2×2列聯(lián)表進行獨立性檢驗,經(jīng)計算χ2=6.705,根據(jù)小概率值α的獨立性檢驗,認為閱讀量與性別有關系,此推斷犯錯誤的概率不大于

.

附表:α0.10.050.010.001xα2.7063.8416.63510.828【解析】因為χ2=6.705>6.635,所以根據(jù)小概率值α=0