12.2.2 直方图
教学目标
课题 12.2.2 直方图 授课人
素养目标 1.能画频数分布直方图,能利用频数分布直方图解释数据中蕴含的信息.2.通过小组合作与交流,经历数据的收集与处理的过程,学会分析数据的方法.
教学重点 画频数分布直方图的步骤.
教学难点 画频数分布直方图,从频数分布直方图中读取正确的信息.
教学活动
教学步骤 师生活动
活动一:旧知回顾,导入新课【设计意图】回顾前面学过的统计图,引出新的统计图. 【回顾导入】在前面我们学习了哪几种描述数据的统计图?它们各自的优点是什么?前面学习的描述数据的统计图主要有条形图、扇形图、折线图.其中,条形图易于比较每组数据之间的差别,扇形图易于显示每组数据占总体的百分比,折线图易于显示数据的变化趋势.今天我们要学习一种新的统计图:直方图. 【教学建议】先给学生展示一幅直方图,形成一定的直观印象.
活动二:引入新知,探究学习【设计意图】计算数据的变化范围,适当分组,做好绘制直方图的前期准备工作.引导学生整理数据,准确列出频数分布表.学习频数分布直方图的绘制,感受它的特点,巩固学生对频数分布直方图的掌握. 探究点 频数分布直方图阅读教材P165的问题1.(1)为了解决教材上的问题,选择一个合适的身高范围,我们要知道什么?要知道63名同学的身高分布情况.(2)你能用前面学过的统计图解决这个问题吗?不能.一共有63个数据,数据较多,直接用前面学过的统计图来描述数据,难以看出数据分布的特征和规律.为了更好地描述这些数据的分布情况,我们可以通过对这些数据适当分组来进行整理.今天要学习的直方图,正是在此基础上绘制的.下面我们按步骤介绍直方图的绘制过程.步骤1:计算最大值与最小值的差最大值-最小值=172-149=23,说明身高的变化范围是23.步骤2:决定组距和组数分组时,每个小组的两个端点间的距离(组内数据的取值范围)称为组距.根据问题的需要,各组的组距可以相同或不同.在本问题中,我们作等距分组,即令各组的组距相同.如果从最小值起每隔3作为一组,那么由于==7,所以要将数据分成8组:149≤x<152,152≤x<155,…,170≤x<173,其中x表示身高值,这里组距和组数分别为3和8.补充说明:组距和组数的确定没有固定的标准,要凭借经验和所研究的具体问题来决定.将一批数据分组,一般数据越多,分的组数也越多.当数据在100个以内时,按照数据的多少,常分成5~12组.步骤3:列频数分布表对落在各个小组内的数据进行累计,得到各个小组内的数据的个数叫作频数.整理可以得到后面的频数分布表:(1)根据表格,你知道该从身高在哪个范围的同学中挑选仪仗队队员吗?从表中可以看出,身高在155≤x<158,158≤x<161,161≤x<164三个组的人数最多,共有12+19+10=41(人).因此,可以从身高在155 cm至164 cm(不含164 cm)范围的同学中挑选仪仗队队员.(2)上面对数据进行分组时,组距取3,把数据分成8组.如果组距取2或4,那么数据分成几个组?这样能否选出需要的40名同学呢?组距取2时,分成12个组,能选出需要的40名同学;组距取4时,分成6个组,不能很好地选出需要的40名同学.步骤4:画频数分布直方图前面对63名同学的身高做了数据的整理,并且也列出了频数分布表,为了更直观形象地看出频数分布的情况,可以根据表中的数据画出频数分布直方图,如图所示.观察频数分布直方图,图中以什么来表示各组频数的大小?频数分布直方图中,以小长方形的面积来表示各组频数的大小.如图,以155~158对应的小长方形为例说明:小长方形的面积=底×高=组距×=频数.等距分组时,各小长方形的面积(频数)与高的比是常数(组距).因此,画等距分组的频数分布直方图时,为画图与看图方便,通常直接用小长方形的高表示频数.前面的各组数据可按如图的方式表示.注意:例1 阅读教材P168例3,将下面的过程补充完整.(1)在样本数据中,最大值是7.4,最小值是4.0,它们的差是3.4.(2)取组距为0.3,则组数为12.(3)列频数分布表. (4)画频数分布直方图.从频数分布表和频数分布直方图可以看到,麦穗长度大部分落在5.2 cm至7.0 cm(不含7.0 cm)的范围,落在其他范围的较少.长度在5.8≤x<6.1范围的麦穗根数最多,有28根,而长度在4.0≤x<4.3,4.3≤x<4.6,4.6≤x<4.9,7.0≤x<7.3,7.3≤x<7.6范围的麦穗根数很少,总共只有7根.由此可以估计这种大麦穗长主要分布在5.2 cm至7.0 cm(不含7.0 cm)的范围,其中穗长在5.8 cm至6.1 cm(不含6.1 cm)范围的大麦最多.【对应训练】1.一组数据有90个,其中最大值为141,最小值为40,取组距为10,则可以分成(C)A.9组 B.10组 C.11组 D.12组某棉纺厂为了解一批棉花的质量,从中随机抽取了20根棉花纤维进行测量,其长度x(单位:mm)的数据分布如下表所示,则棉花纤维长度在16≤x<32这个范围的占比为70%.3.教材P170练习第1,2题. 【教学建议】给学生说明,数据分组时,可以先确定组距,再根据组距确定组数;也可以先确定组数,再根据组数确定组距.【教学建议】数据分组时,对数据要遵循“不重不漏”的原则.“不重”是指一个数据只能分在其中的一个组,不能在其他组中重复出现;“不漏”是指在所分成的所有组别中,每个数据都能分在其中的某一组中,不能遗漏.分组时,为了使数据“不重不漏”,统计中有不同的方法.教材中采用了“上限不在内”的原则.【教学建议】不必过多涉及一般直方图,重点介绍用长方形的高表示频数的直方图.【教学建议】给学生强调,频数分布直方图反映的是数据的分布状况.另外,若抽样合理,则可用样本的分析结果估计总体的情况.
活动三:重点突破,提升探究【设计意图】巩固对直方图的理解,学会根据直方图作决策. 例2 某中学为了解该校1 200名学生在校午餐所需的时间,随机抽查了50名学生在校吃午餐所花的时间,并绘制成如图所示的频数分布直方图(其中A组:5<x≤10;B组:10<x≤15;C组:15<x≤20;D组:20<x≤25;E组:25<x≤30,x(单位:min)为午餐时间).根据频数分布直方图提供的信息解答下列问题:(1)补全频数分布直方图.(2)估计该校1 200名学生午餐所花时间在B组的人数.(3)在既考虑学生午餐用时需求,又考虑食堂运行效率的情况下,校方准备在15 min,20 min,25 min,30 min中选择一个作为午餐时间,你认为应选择多少分钟为宜?请说明理由.解:(1)C组(15<x≤20)的频数为50-4-12-2-2=30,补全频数分布直方图如图所示.(2)B组(10<x≤15)对应的频数为12,则1 200×=288(名).故估计该校1 200名学生午餐所花时间在B组的人数为288.(3)选择20 min.理由如下:样本中有46人能在20 min内完成用餐,占比92%.可以鼓励20 min没有完成用餐的同学适当加快用餐速度,有利于食堂提高运行效率. 【教学建议】给学生介绍,从直方图可以看出数据的整体分布情况,其中最集中的数据分布范围,往往可以给调查者的决策起到参考作用.
活动四:随堂训练,课堂总结 【随堂训练】见《创优作业》“随堂小练”册子(或“随堂作业”册子)相应课时随堂训练.【课堂总结】师生一起回顾本节课所学主要内容,并请学生回答以下问题:1.频数分布直方图的绘制要经历哪几个步骤?组数和组距是怎样确定的?2.频数分布直方图有什么特点,它的作用主要体现在哪里?【知识结构】【作业布置】1.教材P174习题12.2第4,7,10题.2.《创优作业》主体本部分相应课时训练.
板书设计 12.2.2 直方图1.计算最大值与最小值的差.2.决定组距和组数.3.列频数分布表.4.画频数分布直方图.5.读取频数分布直方图中的信息,作出决策.
教学反思 合理地绘制出直方图对学生来说存在一定难度,根据直方图作决策对学生来说也是一个比较新颖的开放性问题,要让学生通过实际案例提高分析和处理数据的能力,提升用直方图描述数据的能力,并结合实际问题进行分析决策,勇于表达自己的观点.