(本小题满分12分)为了了解《中华人民共和国道路交通安全法…——2008 高考数学第 19 题答案解析

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2008 National Question 19 Free-response Differentiating
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19、(本小题满分12分)为了了解《中华人民共和国道路交通安全法》在学生中的普及情况,调查部门对某校6名学生进行问卷调查,6人得分情况如下:5,6,7,8,9,10。把这6名学生的得分看成一个总体。(1)求该总体的平均数;(2)用简单随机抽样方法从这6名学生中抽取2名,他们的得分组成一个样本。求该样本平均数与总体平均数之差的绝对值不超过0.5的概率。

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(1)总体包含6个数据:5,6,7,8,9,10。
总体平均数 $\bar{x} = \frac{1}{6}(5+6+7+8+9+10) = \frac{45}{6} = 7.5$。

(2)从6名学生中随机抽取2名,所有可能的抽取结果(基本事件)为从6个元素中取2个的组合,总数为 $C_6^2 = \frac{6 \times 5}{2 \times 1} = 15$ 种。
具体列举如下(以得分表示):
$(5,6), (5,7), (5,8), (5,9), (5,10),$
$(6,7), (6,8), (6,9), (6,10),$
$(7,8), (7,9), (7,10),$
$(8,9), (8,10),$
$(9,10)$。

设事件 $A$ 为“样本平均数与总体平均数之差的绝对值不超过0.5”。
即 $|\bar{x}_{sample} - 7.5| \le 0.5$,解得 $7 \le \bar{x}_{sample} \le 8$。
因为 $\bar{x}_{sample} = \frac{x_1 + x_2}{2}$,所以 $14 \le x_1 + x_2 \le 16$。

检查上述15种基本事件中,两数之和在 $[14, 16]$ 范围内的情况:
- 和为14:$(5,9), (6,8)$,共2种;
- 和为15:$(5,10), (6,9), (7,8)$,共3种;
- 和为16:$(6,10), (7,9)$,共2种。
注意:$(8,8)$不存在,因为是无放回抽样且分数互异;$(7,7)$同理不存在。
检查是否有遗漏:
$(5,9) \rightarrow \text{avg}=7$
$(5,10) \rightarrow \text{avg}=7.5$
$(6,8) \rightarrow \text{avg}=7$
$(6,9) \rightarrow \text{avg}=7.5$
$(6,10) \rightarrow \text{avg}=8$
$(7,8) \rightarrow \text{avg}=7.5$
$(7,9) \rightarrow \text{avg}=8$
以上共 $2+3+2=7$ 种情况满足条件。

故所求概率 $P(A) = \frac{7}{15}$。

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