(13分)某大学艺术专业400名学生参加某次测评,根据男女…——2017 高考数学第 17 题答案解析

2017_北京 Paper

2017 Beijing Question 17 Free-response Differentiating
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17.(13分)某大学艺术专业400名学生参加某次测评,根据男女学生人数比例,使用分层抽样的方法从中随机抽取了 100 名学生,记录他们的分数,将数据分成7组:[20,30),[30,40),…[80,90],并整理得到如下频率分布直方图:

(Ⅰ)从总体的400名学生中随机抽取一人,估计其分数小于70的概率;

(Ⅱ)已知样本中分数小于 40 的学生有 5 人,试估计总体中分数在区间[40,50)内的人数;

(Ⅲ)已知样本中有一半男生的分数不小于70,且样本中分数不小于70的男女生人数相等.试估计总体中男生和女生人数的比例

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(Ⅰ)由频率分布直方图可知,分数在 $[70, 80)$ 的频率为 $0.04 \times 10 = 0.4$,分数在 $[80, 90]$ 的频率为 $0.02 \times 10 = 0.2$。
所以样本中分数不小于 70 的频率为 $0.4 + 0.2 = 0.6$。
则分数小于 70 的频率为 $1 - 0.6 = 0.4$。
故从总体中随机抽取一人,估计其分数小于 70 的概率为 $0.4$。

(Ⅱ)样本容量为 100,已知样本中分数小于 40 的学生有 5 人,
则样本中分数小于 40 的频率为 $\frac{5}{100} = 0.05$。
由直方图可知,分数在 $[50, 60)$,$[60, 70)$,$[70, 80)$,$[80, 90]$ 的频率分别为:
$[50, 60)$: $0.01 \times 10 = 0.1$
$[60, 70)$: $0.02 \times 10 = 0.2$
$[70, 80)$: $0.04 \times 10 = 0.4$
$[80, 90]$: $0.02 \times 10 = 0.2$
因为所有组的频率之和为 1,设分数在 $[40, 50)$ 内的频率为 $p$,
则 $0.05 + p + 0.1 + 0.2 + 0.4 + 0.2 = 1$,
解得 $p = 1 - 0.95 = 0.05$。
所以估计总体中分数在区间 $[40, 50)$ 内的人数为 $400 \times 0.05 = 20$ 人。

(Ⅲ)由(Ⅰ)知,样本中分数不小于 70 的频率为 0.6,
即样本中分数不小于 70 的人数为 $100 \times 0.6 = 60$ 人。
因为样本中分数不小于 70 的男女生人数相等,
所以样本中分数不小于 70 的男生人数为 $\frac{60}{2} = 30$ 人。
又已知样本中有一半男生的分数不小于 70,
设样本中男生总人数为 $n_{男}$,则 $\frac{1}{2} n_{男} = 30$,解得 $n_{男} = 60$ 人。
所以样本中女生人数为 $100 - 60 = 40$ 人。
因为是分层抽样,样本中男女生比例等于总体中男女生比例,
所以总体中男生和女生人数的比例为 $60 : 40 = 3 : 2$。

✅ 来源:2017年 · 北京 · 2017_北京卷 · 第 17 题 · 本题已通过全部自动发布校验

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