人教版（B版2019课标）高中数学选择性必修二4.3.2独立性检验 学案（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版（B版2019课标）高中数学选择性必修二4.3.2独立性检验 学案（Word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 153.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教B版（2019） | ||
| 科目 | 数学 | ||
| 更新时间 | 2022-06-07 11:34:41 | ||
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文档简介
独立性检验
【学习目标】
1.通过对实际问题的分析探究，了解独立性检验（只要求2×2列联表）的基本思想、方法及初步应用；
2.了解独立性检验的常用方法：三维柱形图和二维条形图，及其K （或R ）的大小关系。
【学习重难点】
理解独立性检验的基本思想及实施步骤。
【学习过程】
一、课前准备
（预习教材找出疑惑之处）
二、新课导学
知识1 分类变量：
探究一 为研究吸烟是否对患肺癌有影响，某肿瘤研究所随机地调查了9965人，得到如下结果（单位：人）：
不患肺癌 患肺癌 总计
不吸烟 7775 42 7817
吸 烟 2099 49 2148
总 计 9874 91 9965
那么吸烟是否对患肺癌有影响？
知识点2 列联表：
数据分析：
等高条形图分析：
判断结果：
探究二 若先假设H：吸烟与患肺癌没有关系，能够推出什么结论呢？
不患肺癌 患肺癌 总计
不吸烟 a b a+b
吸 烟 c d c+d
总 计 a+c b+d a+b+c+d
知识3 随机变量
小结：独立性检验的基本思想：
① 独立性检验的必要性（为什么中能只凭列联表的数据和图形下结论？）：列联表中的数据是样本数据，它只是总体的代表，具有随机性，故需要用列联表检验的方法确认所得结论在多大程度上适用于总体。
② 独立性检验的步骤（略）及原理（与反证法类似）：
反证法 假设检验
要证明结论A 备择假设H
在A不成立的前提下进行推理 在H不成立的条件下，即H成立的条件下进行推理
推出矛盾，意味着结论A成立 推出有利于H成立的小概率事件（概率不超过的事件）发生，意味着H成立的可能性（可能性为（1－））很大
没有找到矛盾，不能对A下任何结论，即反证法不成功 推出有利于H成立的小概率事件不发生，接受原假设
③ 上例的解决步骤
第一步：提出假设检验问题 H：吸烟与患肺癌没有关系 H：吸烟与患肺癌有关系
第二步：选择检验的指标 （它越小，原假设“H：吸烟与患肺癌没有关系”成立的可能性越大；它越大，备择假设“H：吸烟与患肺癌有关系”成立的可能性越大。
第三步：查表得出结论
P(k2k) 0.50 0.40 0.25 0.15 0.10 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001
k 0.455 0.708 1．323 2．072 2．706 3．84 5．024 6．635 7．879 10．83
例1在某医院，因为患心脏病而住院的665名男性病人中，有214人秃顶；而另外772名不是因为患心脏病而住院的男性病人中有175名秃顶。 分别利用图形和独立性检验方法判断秃顶与患心脏病是否有关系？你所得的结论在什么范围内有效？
动手试试
1．在一项有关医疗保健的社会调查中，发现被调查的男性有530人，女性有670人，其中男性中喜欢吃甜食的有117人，而女性中喜欢吃甜食的有492人，试判断喜不喜欢吃甜食与性别有无关系。
作列联表如下(单位：人)：
性别与喜欢吃甜食列联表
喜欢吃甜食 不喜欢吃甜食 总计
男 117 413 530
女 492 178 670
总计 609 591 1200
画三维柱形图，如图。
2． 下面2×2列联表的的值为________。
课堂小结：了解独立性检验（只要求2×2列联表）的基本思想、方法及初步应用。；了解独立性检验的常用方法：三维柱形图和二维条形图，及其K （或R ）的大小关系。
【作业布置】
学习检测
1．如图所示是根据调查人的性格与性别有无关系的相应数据画出的三维柱形图，由该三维柱形图可知，人的性格与性别____关系。(填“有”或“没有”)
2．某防疫站对屠宰场及肉食零售点的猪肉检查沙门氏菌情况，结果如下表，试检验屠宰场与零售点猪肉带菌率有无差异。
带菌头数 不带菌头数 合计
屠宰场 8 32 40
零售点 14 18 32
合计 22 50 72
[解析] K2＝＝4．726．
因为4．726＞3．841，所以我们有95%的把握说，屠宰场与零售点猪肉带菌率有差异。
3． 为考察高中生的性别与是否喜欢数学课程之间的关系，在某城市的某校高中生中随机抽取300名学生，得到如下列联表：
喜欢数学课程 不喜欢数学课程 总 计
男 37 85 122
女 35 143 178
总 计 72 228 300
由表中数据计算得到的观察值。 在多大程度上可以认为高中生的性别与是否数学课程之间有关系？为什么？
强调：①使得成立的前提是假设“性别与是否喜欢数学课程之间没有关系”。如果这个前提不成立，上面的概率估计式就不一定正确；
②结论有95%的把握认为“性别与喜欢数学课程之间有关系”的含义；
③在熟练掌握了两个分类变量的独立性检验方法之后，可直接计算的值解决实际问题，而没有必要画相应的图形，但是图形的直观性也不可忽视。
4．甲乙两个班级进行一门考试，按照学生考试成绩优秀和不优秀统计成绩后，得到如下的列联表：
班级与成绩列联表
优秀 不优秀 总计
甲班 10 35 45
乙班 7 38 45
总计 17 73 90
画出列联表的条形图，并通过图形判断成绩与班级是否有关；利用列联表的独立性检验估计，认为“成绩与班级有关系”犯错误的概率是多少？
解：列联表的条形图如图所示：
由图及表直观判断，好像“成绩优秀与班级有关系”；由表中数据计算得K2的观察值为k≈0.653>0.455．由下表中数据
P（K2≥k） 0.50 0.40 0.25 0.15 0.10 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001
k 0.455 0.708 1．323 2．072 2．706 3．841 5．024 6．635 7．879 10．828
得：P(K2≥0.455)≈0.50，
从而有50%的把握认为“成绩与班级有关系”，即断言“成绩优秀与班级有关系”犯错误的概率为0.5．
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【学习目标】
1.通过对实际问题的分析探究，了解独立性检验（只要求2×2列联表）的基本思想、方法及初步应用；
2.了解独立性检验的常用方法：三维柱形图和二维条形图，及其K （或R ）的大小关系。
【学习重难点】
理解独立性检验的基本思想及实施步骤。
【学习过程】
一、课前准备
（预习教材找出疑惑之处）
二、新课导学
知识1 分类变量：
探究一 为研究吸烟是否对患肺癌有影响，某肿瘤研究所随机地调查了9965人，得到如下结果（单位：人）：
不患肺癌 患肺癌 总计
不吸烟 7775 42 7817
吸 烟 2099 49 2148
总 计 9874 91 9965
那么吸烟是否对患肺癌有影响？
知识点2 列联表：
数据分析：
等高条形图分析：
判断结果：
探究二 若先假设H：吸烟与患肺癌没有关系，能够推出什么结论呢？
不患肺癌 患肺癌 总计
不吸烟 a b a+b
吸 烟 c d c+d
总 计 a+c b+d a+b+c+d
知识3 随机变量
小结：独立性检验的基本思想：
① 独立性检验的必要性（为什么中能只凭列联表的数据和图形下结论？）：列联表中的数据是样本数据，它只是总体的代表，具有随机性，故需要用列联表检验的方法确认所得结论在多大程度上适用于总体。
② 独立性检验的步骤（略）及原理（与反证法类似）：
反证法 假设检验
要证明结论A 备择假设H
在A不成立的前提下进行推理 在H不成立的条件下，即H成立的条件下进行推理
推出矛盾，意味着结论A成立 推出有利于H成立的小概率事件（概率不超过的事件）发生，意味着H成立的可能性（可能性为（1－））很大
没有找到矛盾，不能对A下任何结论，即反证法不成功 推出有利于H成立的小概率事件不发生，接受原假设
③ 上例的解决步骤
第一步：提出假设检验问题 H：吸烟与患肺癌没有关系 H：吸烟与患肺癌有关系
第二步：选择检验的指标 （它越小，原假设“H：吸烟与患肺癌没有关系”成立的可能性越大；它越大，备择假设“H：吸烟与患肺癌有关系”成立的可能性越大。
第三步：查表得出结论
P(k2k) 0.50 0.40 0.25 0.15 0.10 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001
k 0.455 0.708 1．323 2．072 2．706 3．84 5．024 6．635 7．879 10．83
例1在某医院，因为患心脏病而住院的665名男性病人中，有214人秃顶；而另外772名不是因为患心脏病而住院的男性病人中有175名秃顶。 分别利用图形和独立性检验方法判断秃顶与患心脏病是否有关系？你所得的结论在什么范围内有效？
动手试试
1．在一项有关医疗保健的社会调查中，发现被调查的男性有530人，女性有670人，其中男性中喜欢吃甜食的有117人，而女性中喜欢吃甜食的有492人，试判断喜不喜欢吃甜食与性别有无关系。
作列联表如下(单位：人)：
性别与喜欢吃甜食列联表
喜欢吃甜食 不喜欢吃甜食 总计
男 117 413 530
女 492 178 670
总计 609 591 1200
画三维柱形图，如图。
2． 下面2×2列联表的的值为________。
课堂小结：了解独立性检验（只要求2×2列联表）的基本思想、方法及初步应用。；了解独立性检验的常用方法：三维柱形图和二维条形图，及其K （或R ）的大小关系。
【作业布置】
学习检测
1．如图所示是根据调查人的性格与性别有无关系的相应数据画出的三维柱形图，由该三维柱形图可知，人的性格与性别____关系。(填“有”或“没有”)
2．某防疫站对屠宰场及肉食零售点的猪肉检查沙门氏菌情况，结果如下表，试检验屠宰场与零售点猪肉带菌率有无差异。
带菌头数 不带菌头数 合计
屠宰场 8 32 40
零售点 14 18 32
合计 22 50 72
[解析] K2＝＝4．726．
因为4．726＞3．841，所以我们有95%的把握说，屠宰场与零售点猪肉带菌率有差异。
3． 为考察高中生的性别与是否喜欢数学课程之间的关系，在某城市的某校高中生中随机抽取300名学生，得到如下列联表：
喜欢数学课程 不喜欢数学课程 总 计
男 37 85 122
女 35 143 178
总 计 72 228 300
由表中数据计算得到的观察值。 在多大程度上可以认为高中生的性别与是否数学课程之间有关系？为什么？
强调：①使得成立的前提是假设“性别与是否喜欢数学课程之间没有关系”。如果这个前提不成立，上面的概率估计式就不一定正确；
②结论有95%的把握认为“性别与喜欢数学课程之间有关系”的含义；
③在熟练掌握了两个分类变量的独立性检验方法之后，可直接计算的值解决实际问题，而没有必要画相应的图形，但是图形的直观性也不可忽视。
4．甲乙两个班级进行一门考试，按照学生考试成绩优秀和不优秀统计成绩后，得到如下的列联表：
班级与成绩列联表
优秀 不优秀 总计
甲班 10 35 45
乙班 7 38 45
总计 17 73 90
画出列联表的条形图，并通过图形判断成绩与班级是否有关；利用列联表的独立性检验估计，认为“成绩与班级有关系”犯错误的概率是多少？
解：列联表的条形图如图所示：
由图及表直观判断，好像“成绩优秀与班级有关系”；由表中数据计算得K2的观察值为k≈0.653>0.455．由下表中数据
P（K2≥k） 0.50 0.40 0.25 0.15 0.10 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001
k 0.455 0.708 1．323 2．072 2．706 3．841 5．024 6．635 7．879 10．828
得：P(K2≥0.455)≈0.50，
从而有50%的把握认为“成绩与班级有关系”，即断言“成绩优秀与班级有关系”犯错误的概率为0.5．
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