题目内容

为了调查学生星期天晚上学习时间利用问题,某校从高二年级1000名学生(其中走读生450名,住宿生500名)中,采用分层抽样的方法抽取n名学生进行问卷调查.根据问卷取得了这n名同学每天晚上学习时间(单位:分钟)的数据,按照以下区间分为八组①[0,30),②[30,60),③[60,90),④[90,120),⑤[120,150),⑥[150,180),⑦[180,210),⑧[210,240],得到频率分布直方图如图所示.已知抽取的学生中星期天晚上学习时间少于60分钟的人数为5人;
(1)求n的值并补全下列频率分布直方图;
(2)如果把“学生晚上学习时间达到两小时”作为是否充分利用时间的标准,对抽取的n名学生,完成下列2×2列联表:
利用时间充分利用时间不充分总计
走读生
住宿生10
总计
据此资料,你是否认为学生“利用时间是否充分”与走读、住宿有关?
(3)若在第①组、第②组、第⑧组中共抽出3人调查影响有效利用时间的原因,记抽到“学习时间少于60分钟”的学生人数为X,求X的分布列及期望;
参考公式:K2=
n(n11n22-n12n21)2
n1+n2+n+1n+2
.
考点:频率分布直方图,独立性检验的应用
专题:应用题,概率与统计
分析:(1)根据频率直方图,利用频率=
频数
样本容量
,求出样本容量n,以及第④组的频率和
频率
组距
,补全频率分布直方图即可;
(2)由频率分布直方图,计算抽取的“走读生”以及利用时间不充分的人数,利用2×2列联表,计算K2的值,即可得出正确的判断;
(3)求出X的所有可能取值以及对应的概率,求出X的分布列与数学期望值.
解答: 解:(1)设第i组的频率为Pi(i=1,2,…,8),
由图可知:P1=
1
3000
×30=
1
100
,P2=
1
750
×30=
4
100
;
∴学习时间少于60分钟的频率为P1+P2=
5
100
;
由题意:n×
5
100
=5,
∴n=100;…(2分)
又P3=
1
375
×30=
8
100
,P5=
1
100
×30=
30
100
,
P6=
1
120
×30=
25
100
,P7=
1
200
×30=
15
100
,P8=
1
600
×30=
5
100
;
∴P4=1-(P1+P2+P3+P5+P6+P7+P8)=
12
100
;
∴第④组的高度为:h=
12
100
×
1
30
=
12
3000
=
1
250
;
补全频率分布直方图如图所示:

(注:未标明高度1/250扣1分)…(4分)
(2)由频率分布直方图可知,在抽取的100人中,
“走读生”有45人,利用时间不充分的有40人,
从而2×2列联表如下:

利用时间充分利用时间不充分总计
走读生301545
住宿生451055
总计7525100
将2×2列联表中的数据代入公式计算,得;  …(6分)
K2=
100(30×10-45×15)2
(30+45)(15+10)(30+15)(45+10)
=
100
33
≈3.030;
因为3.030<3.841,
所以没有理由认为学生“利用时间是否充分”与走读、住宿有关;…(8分)
(3)由(1)知:第①组1人,第②组4人,第⑧组5,总计10人,
则X的所有可能取值为0,1,2,3;
∴P(X=0)=
C
0
5
•C
3
5
C
3
10
=
1
12
,P(X=1)=
C
1
5
•C
2
5
C
3
10
=
5
12
,
P(X=2)=
C
2
5
•C
1
5
C
3
10
=
5
12
,P(X=3)=
C
3
5
•C
0
5
C
3
10
=
1
12
;…(10分)
∴X的分布列为:
X0123
P
1
12
5
12
5
12
1
12
∴EX=0×
1
12
+1×
5
12
+2×
5
12
+3×
1
12
=
18
12
=
3
2
;…(12分)
(或由超几何分布的期望计算公式EX=n×
M
N
=3×
5
10
=
3
2
).
点评:本题考查了频率分布直方图的应用问题,也考查了2×2列联表的应用问题,考查了离散型随机事件的分布列与数学期望的计算问题,考查了计算能力的应用问题,是综合性题目.
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