## 17.(本小题满分13分) 在某次测验中,有6位同学…——2011 高考数学第 17 题答案解析

2011_省自主命题(广东)

2011 Guangdong Question 17 Free-response Differentiating
2011_省自主命题(广东)

17.(本小题满分13分)

在某次测验中,有6位同学的平均成绩为75分.用 $x _ { n }$ 表示编号为 $n \left( n = 1 , 2 , \cdots , 6 \right)$ 的同学所得成绩,且前5位同学的成绩如下:

<table><tr><td rowspan=1 colspan=1>编号n</td><td rowspan=1 colspan=1>1</td><td rowspan=1 colspan=1>2</td><td rowspan=1 colspan=1>3</td><td rowspan=1 colspan=1>4</td><td rowspan=1 colspan=1>5</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>成绩 $x _ { n }$ </td><td rowspan=1 colspan=1>70</td><td rowspan=1 colspan=1>76</td><td rowspan=1 colspan=1>72</td><td rowspan=1 colspan=1>70</td><td rowspan=1 colspan=1>72</td></tr></table>

(1)求第6位同学的成绩 $x _ { 6 }$ ,及这6位同学成绩的标准差s;

(2)从前5位同学中,随机地选2位同学,求恰有1位同学成绩在区间(68,75)中的概率.

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(1)由题意知,6位同学的平均成绩 $\bar{x} = 75$。
根据平均数公式:
$$ \frac{1}{6}(70 + 76 + 72 + 70 + 72 + x_6) = 75 $$
解得:
$$ 360 + x_6 = 450 \implies x_6 = 90 $$

接下来计算这6位同学成绩的标准差 $s$。
首先计算各数据与平均数的差的平方和:
$$ \begin{aligned} \sum_{i=1}^{6} (x_i - \bar{x})^2 &= (70-75)^2 + (76-75)^2 + (72-75)^2 + (70-75)^2 + (72-75)^2 + (90-75)^2 \\ &= (-5)^2 + 1^2 + (-3)^2 + (-5)^2 + (-3)^2 + 15^2 \\ &= 25 + 1 + 9 + 25 + 9 + 225 \\ &= 294 \end{aligned} $$
则方差为:
$$ s^2 = \frac{1}{6} \times 294 = 49 $$
标准差为:
$$ s = \sqrt{49} = 7 $$

(2)前5位同学的成绩分别为:$70, 76, 72, 70, 72$。
其中成绩在区间 $(68, 75)$ 内的同学编号为 1, 3, 4, 5(成绩均为 70 或 72),共4人;
成绩不在该区间内的同学编号为 2(成绩为 76),共1人。

从前5位同学中随机选取2位,所有可能的组合(基本事件)总数为从5人中选2人的组合数:
$$ C_5^2 = \frac{5 \times 4}{2 \times 1} = 10 \text{ 种} $$
具体列举如下:$\{1,2\}, \{1,3\}, \{1,4\}, \{1,5\}, \{2,3\}, \{2,4\}, \{2,5\}, \{3,4\}, \{3,5\}, \{4,5\}$。

设事件 $A$ 为“恰有1位同学成绩在区间 $(68, 75)$ 中”。
这意味着选出的2人中,一人来自集合 $\{1, 3, 4, 5\}$,另一人来自集合 $\{2\}$。
满足条件的事件数为:
$$ C_4^1 \times C_1^1 = 4 \times 1 = 4 \text{ 种} $$
具体为:$\{1,2\}, \{3,2\}, \{4,2\}, \{5,2\}$。

故所求概率为:
$$ P(A) = \frac{4}{10} = \frac{2}{5} $$

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