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七年级下册 · 第十二章 数据的收集、整理与描述

12.1 统计调查

想知道全校同学的情况,一定要每个人都问一遍吗?只问一部分人,怎样问才靠得住?问出来的结果又能说明多少?

本节导读 先修:小学统计表与百分数 · 本节路线

要用到:小学用举手、划“正”字、调查表收集数据;会算百分数(这部分是小学内容,本站暂无回看页)。下一节:12.2 用统计图描述数据。

  1. 从“全校有多少人近视”进入:只查一部分人,查谁最靠谱?
  2. 认识全面调查、抽样调查,以及总体、个体、样本、样本容量。
  3. 把四个词写完整:范围、对象、考察的指标一样都不能少。
  4. 判断什么时候适合普查、什么时候适合抽样。
  5. 简单随机抽样:每个个体被抽到的机会相等;用样本百分比估计总体。
  6. 动手抽样,看样本容量和抽样范围怎样影响估计。

学校有 \(1\,000\) 名同学(七、八年级各 \(350\) 人,九年级 \(300\) 人)。校医想知道全校近视的同学大约占多少,但一个个查视力要好几天。下面每个点是一名同学,点按钮看三种“只查 \(50\) 人”的办法各查到了谁:

哪种办法查出的近视比例,最有可能接近全校的真实情况?

C。全校抽签,让每个人都有机会被选到。只查一个年级,结果可能偏向那个年级。

详细解释

C。年级越高,近视的往往越多:只查七年级会偏低,只查九年级会偏高。抽签让全校每名同学被抽到的机会都相等,抽到的 \(50\) 人像全校的“缩影”。人数一样,抽法不同,结果就不同,所以 D 不对。

这种“只调查一部分,再推断全体”的做法叫抽样调查。这一节要回答:什么时候可以抽样?抽谁?抽来的结果能说明什么?

1. 先认识几个词:全面调查、抽样调查,总体、个体、样本、样本容量

前置知识:小学用调查表、划“正”字收集过数据,会算百分数。下面 60 个点是一个小总体,点三档看两种调查的区别:

直觉微图解 ①全都查一遍,还是抽一部分查

定义(用我们自己的话说):对要考察的全体对象逐一调查,叫全面调查,人口普查就是;只抽取一部分对象调查,再用这部分的数据推断全体的情况,叫抽样调查。在抽样调查里:

为了突出调查的是什么,也常把“每个对象的某项数据”当个体,例如“全校 \(1\,000\) 名同学的视力”是总体。两种说法都可以,但一道题里要统一。

核心概念 ②样本像“舀一勺汤”

尝一锅汤咸不咸,不用喝完整锅,搅匀后舀一勺就行。这一勺是样本,整锅汤是总体。没搅匀、只舀表面,就会尝偏。

核心概念 ③样本 vs 样本容量

“被抽查的 \(50\) 名同学的视力”是样本,是一批对象(或数据);“\(50\)”是样本容量,只是它们的个数。一个回答“是谁”,一个回答“有几个”。

2. 核心点:四个词怎么写才完整

写总体、个体、样本时,范围、对象、考察的指标三样都要有;样本容量只写一个数。

\(\text{总体}=\color{#2F7A56}{\underbrace{\text{这个果园的 3600 箱}}_{\text{范围}}}\,\color{#966524}{\underbrace{\text{橙子}}_{\text{对象}}}\,\text{的}\,\color{#B5452F}{\underbrace{\text{甜度}}_{\text{指标}}}\)

直觉微图解 ②同一件事,拆出四个词

果园有 \(3\,600\) 箱橙子,从中随机抽 \(40\) 箱,每箱取一个测甜度。点一点,看每个词指图里的哪部分:

试着用四步想问题:读懂题意 → 想办法 → 执行并检查 → 回头看。卡住时按需展开提示。

例 1(示范:跟老师走一遍思考过程)

为了解某区 \(9\,000\) 名七年级学生 \(1\) 分钟跳绳的成绩,从中随机抽取 \(450\) 名学生测试。指出这个问题中的总体、个体、样本和样本容量。

① 读懂题意:考察的是谁的什么?哪些是被抽出来的?

提示 1:先找三样东西

范围“某区 \(9\,000\) 名”,对象“七年级学生”,指标“\(1\) 分钟跳绳成绩”;被抽出来的是 \(450\) 名。

看完整示范
② 想办法:按固定句式写四行:总体是“范围+对象+指标”,个体是“每个对象的指标”,样本是“被抽取的那些对象的指标”,样本容量是一个数。
③ 执行:总体:某区 \(9\,000\) 名七年级学生 \(1\) 分钟跳绳的成绩;个体:每名七年级学生 \(1\) 分钟跳绳的成绩;样本:被抽取的 \(450\) 名学生 \(1\) 分钟跳绳的成绩;样本容量:\(450\)。
执行中检查:三句里都有“跳绳的成绩”✓;样本容量写“\(450\)”,没写“\(450\) 名”✓。

④ 回头看:总体 \(9\,000\) 个,样本 \(450\) 个,样本是总体的一部分;把“成绩”换成“身高”,总体、个体、样本所指的数据就全变了(样本容量还是 \(450\)),所以指标不能丢。

自己试试:为了解一批 \(2\,000\) 只节能灯的使用寿命,从中随机抽取 \(25\) 只测试。下面说法正确的是哪一个?

C。A 把样本当成了总体,总体是这 \(2\,000\) 只节能灯的使用寿命;D 反过来把总体当成了样本;B 多了单位,样本容量是 \(25\)。

3. 核心点:普查还是抽样

\(\color{#2F7A56}{\underbrace{\text{全面调查}}_{\text{准确,但费时费力}}}\quad\text{vs}\quad\color{#966524}{\underbrace{\text{抽样调查}}_{\text{省时省力,结果是估计}}}\)

总体小、要求每个都准或关系安全的,用全面调查;总体很大,或检验带破坏性(测完东西就坏了)的,通常适合抽样。问自己三个问题:

直觉微图解 ③三问定调查方式

例 2(示范)

下列调查中,适合用全面调查的是哪些?(1) 了解一批烟花的燃放效果;(2) 了解本班同学的血型;(3) 了解全市初中生每天做作业的时间;(4) 运动会前检查参赛同学的号码布是否发齐。

提示:一件一件过“三问”

总体大不大?查了会不会坏?是不是必须一个不漏?

看完整示范
想办法:(1) 燃放一个就没一个,破坏性;(3) 全市人太多;(2) 一个班人少;(4) 漏发一个就影响比赛,必须全查。
执行:适合全面调查的是 (2)、(4);(1)、(3) 用抽样调查。
检查:(1) 若全面调查,烟花全放完了,调查就没意义了 ✓。

回头看:判断时抓住“破坏性”“总体很大”“必须一个不漏”三个关键词。

自己试试:下面哪项调查最适合用抽样调查?

B。检验罐头要打开,打开就不能卖了,是破坏性检验。A 人很少;C 必须一个不漏地查。

4. 核心点:抽谁?简单随机抽样,再用样本估计总体

简单随机抽样:抽样时,总体中每一个个体被抽到的机会都相等。抽签(签要一样、充分搅匀)、从名单里随机选号,都是。判断是不是简单随机抽样,只看这一条,不看用了什么工具。

直觉微图解 ④谁“有机会”被抽到?

想了解全校 60 名同学每周运动的时间。亮着的点是这种抽法可能抽到的人,灰的根本没机会:

抽到样本以后,用样本里的百分比估计总体里的百分比,再乘总数估计人数。结论要写“约”“估计”:换一个样本,结果可能不一样。

例 3(示范:跟老师走一遍思考过程)

某校有 \(1\,500\) 名学生。从全校名单中随机抽取 \(120\) 名,发现其中 \(42\) 人每天户外活动不足 \(1\) 小时。估计全校每天户外活动不足 \(1\) 小时的学生人数。

① 读懂题意:样本是什么?要估计的是总体里的什么?

提示 1:先算样本里的百分比

\(42\) 人占 \(120\) 人的百分之几?

基础示范(可收起)
② 想办法:抽样是从全校名单随机抽的,样本有代表性,可以用样本百分比估计全校百分比,再乘 \(1\,500\)。
③ 执行:\(42\div120=35\%\);\(1\,500\times35\%=525\)。估计全校约有 \(525\) 名学生每天户外活动不足 \(1\) 小时。
执行中检查:\(525\) 比 \(1\,500\) 的一半小,和 \(35\%\) 不到一半对得上 ✓;写的是“约”✓。

④ 回头看:如果这 \(120\) 人都是在操场上找的,他们本来就爱户外活动,这个估计就会偏低。先看抽法,再算。

自己试试:想了解全市居民每周读书的时间,下面哪种抽法最接近简单随机抽样?

A。B 问到的都是爱去图书馆的人;C 只有用这个 App、愿意填问卷的人才可能被抽到。它们都没做到“每个居民被抽到的机会相等”。

设计问卷也有讲究:问题不能带引导(别问“你也觉得作业太多吧?”),说法要清楚;选项要不重、不漏,每个人恰好能选一个。

再试一个:问卷问“你每天的睡眠时间是多少?”,下面哪组选项设计得最好?

C。A 里正好睡 \(8\) 小时的人,“7~8”“8~9”两个都能选,重了;B 睡 \(9\) 小时及以上的人没有选项,漏了。C 不重也不漏。

5. 用之前必查:三大翻车现场

翻车现场 ①(最高频!)“随便找人问”就当成随机
❌ 典型错解:在篮球场问了 \(40\) 人,\(30\) 人最爱篮球,就说“全校 \(75\%\) 的人最爱篮球”。
✅ 看图秒懂:篮球场上的人本来就偏爱篮球,其他同学根本没机会被问到。假如全校实际只有 \(20\%\),这个样本就偏出了一大截。
翻车现场 ②样本容量带单位,或把总体写成“学生”
❌ 典型错解:“样本容量是 \(50\) 名”“总体是学生”。
✅ 一眼看清:样本容量只写 \(50\);总体要写全“某校 \(1\,000\) 名学生的视力”,范围和指标都不能丢。
翻车现场 ③以为“样本越大就一定越准”
❌ 典型错解:“只要在篮球场多问几百人,结果就准了。”
✅ 一眼看清:范围偏了,问再多人也纠正不了(“动手”② 可以试)。范围对了(随机),容量越大估计通常越稳,但花费也越大,要兼顾。
再深一点(可跳过):五页能估计一本书吗?

一本书320页,随机抽5页,字数分别为612、588、640、575、605。请估计全书字数。只抽5页可能有什么局限?换一批页数结果一定相同吗?

想好后看解释

一本书有 \(320\) 页,数不过来。随机翻开 \(5\) 页数字数:\(612\)、\(588\)、\(640\)、\(575\)、\(605\)。样本平均每页 \((612+588+640+575+605)\div5=604\) 字,估计全书约 \(604\times320=193\,280\) 字,大约 \(19\) 万字。这也是用样本估计总体:只抽 \(5\) 页,结果是估计,再翻 \(5\) 页可能略有不同。

自主项目:把一份调查从头做到尾

小箱里有8个书签。你想怎样调查它们的图案?先写一份问卷。不要填姓名等个人信息。

怎么输入?

这里默认用虚构的答案代码练习录入。做真实调查时,请与同伴先清点物品,统一编号和判断标准,再检查问卷质量。新输入只在本页保留,刷新会清空;可导出为本地文本,不上传,也不计入学习记录。

① 自己编问卷

怎么输入?

问题须中立;定义“主要图案”如何判断(如混合图案如何归类),每个物品只能选一项。选项每行一项,2—6项,依次编号A—F;按定义查不重、不漏,并考虑无图案或其他情况。

① 随机抽样:样本容量越大,估计越稳

上面 \(1\,000\) 个点就是“从例子进入”里的全校同学,从上到下是七、八、九年级。拖动“样本容量”圆点(或点一下再用方向键),点“再抽一次”。下方数轴上是连抽 20 次得到的 20 个样本比例,金色的是这一次,红线是全校真实比例。

② 进阶:抽样范围偏了,加大样本也没用

只在一个年级里抽(虚线框)。看 20 个样本比例挤到了哪里,再把容量拖到 200 试试;也可以切回“全校”比一比。

从易到难排好了。卡住时先展开提示。

直接用

1. 下列调查中,最适合用全面调查的是哪一个?

C。只有 \(38\) 人,逐一了解不费事。A 总体太大;B 检测要打开包装,带破坏性;D 不可能把江里的鱼都捞上来。

2. 质检员从 \(3\,000\) 袋大米中随机抽取 \(60\) 袋称重。这个问题中的样本容量是多少?

B。被抽取的有 \(60\) 袋,样本容量是 \(60\),只写数字。\(3\,000\) 是总体中个体的数目。

易错

3. 为了解某县 \(7\,200\) 名九年级学生的体育成绩,抽取 \(300\) 名学生的成绩进行分析。下面说法正确的是哪一个?

提示

先分清哪个是全体、哪个是被抽出来的部分;再看样本容量是不是只写了一个数。

D。A 把样本当成了总体,总体是 \(7\,200\) 名九年级学生的体育成绩;B 的 \(7\,200\) 是总体里个体的数目,样本容量是被抽取的 \(300\);C 把样本容量写成了一群人,样本容量是 \(300\),只写数字。

4. 想了解全市市民每天的阅读时间,下面哪种做法得到的样本最有代表性?

提示

问一问:全市每个市民被抽到的机会一样吗?

C。名单覆盖全市每位市民且无遗漏、无重复,再随机抽取,才能让每个人被抽到的机会相等。户籍名单未必覆盖全体市民,不能直接当作这样的名单。A 偏向爱读书的人,B 只覆盖一个小区,D 只有学生。在那个范围里“随机”,不等于全市每个人机会相等。

5. 小周在一个小区门口问了 \(20\) 人,一半的人支持把空地改成停车场。他说:“样本太小,我再在门口多问 \(200\) 人,结果就能代表全区居民了。”他说得对吗?

提示

问题出在人数少,还是出在抽样范围?

C。全区其他居民根本没机会被问到。先让抽样范围覆盖全区、做到机会相等,再谈样本容量。

挑战

6. 某校有 \(1\,800\) 名学生。从全校名单中随机抽取 \(150\) 名,其中 \(48\) 名每周课外阅读不少于 \(3\) 小时。用这个样本估计全校的情况,说法最恰当的是哪一个?

提示 1

先算样本里的百分比:\(48\div150\)。

提示 2

再乘全校人数;想想该用“恰好”还是“约”。

B。\(48\div150=32\%\),\(1\,800\times32\%=576\)。这是用样本估计总体,换一个样本可能稍有不同,所以说“约”。C 把样本里的人数当成了全校的;D 忽视了随机样本的作用。

本节中考真题

共 9 道,含 4 道解答题;先做本节精选,也可查看全部真题。先自己做,提交后看答案和分步解析。

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