3. 某校舞蹈队共16名学生,他们的身高(单位:cm)数据如下:
161,162,162,164,165,165,165,166,166,167,168,168,170,172,172,175
(1) 现将该舞蹈队中的10名学生分为甲、乙两组,各组学生的身高如下表.对于不同组的学生,如果一组学生身高的方差越小,则认为该组舞台呈现效果越好.据此推断:在甲、乙两组学生中,舞台呈现效果更好的是
甲
组.
|甲组学生的身高/cm|162|165|165|166|166|
|乙组学生的身高/cm|161|162|164|165|175|
(2) 该舞蹈队要选5名学生参加舞蹈比赛.已确定的3名参赛学生的身高分别为168 cm、168 cm、172 cm,他们身高的方差为$\frac{32}{9}$.另外2名学生的身高要满足以下要求:① 与已确定的3名学生所组成的5名学生的身高的方差小于$\frac{32}{9}$;② 与已确定的3名学生所组成的5名学生的身高的平均数尽可能大.则选出的另外2名学生的身高分别为
170
cm和
172
cm.
解析:
(1)甲组平均身高:$\frac{162 + 165 + 165 + 166 + 166}{5} = 165$
甲组方差:$\frac{(162 - 165)^2 + (165 - 165)^2 + (165 - 165)^2 + (166 - 165)^2 + (166 - 165)^2}{5} = \frac{9 + 0 + 0 + 1 + 1}{5} = \frac{11}{5} = 2.2$
乙组平均身高:$\frac{161 + 162 + 164 + 165 + 175}{5} = 165.4$
乙组方差:$\frac{(161 - 165.4)^2 + (162 - 165.4)^2 + (164 - 165.4)^2 + (165 - 165.4)^2 + (175 - 165.4)^2}{5} = \frac{19.36 + 11.56 + 1.96 + 0.16 + 92.16}{5} = \frac{125.2}{5} = 25.04$
因为$2.2 < 25.04$,所以舞台呈现效果更好的是甲组。
(2)已确定3名学生身高总和:$168 + 168 + 172 = 508$
设另外2名学生身高为$x$、$y$,5名学生平均身高$\overline{a} = \frac{508 + x + y}{5}$
方差$s^2 = \frac{(168 - \overline{a})^2 + (168 - \overline{a})^2 + (172 - \overline{a})^2 + (x - \overline{a})^2 + (y - \overline{a})^2}{5} < \frac{32}{9}$
要使平均数尽可能大,优先选择较大身高:175、172、170、168、167……
尝试$x = 175$,$y = 172$:$\overline{a} = \frac{508 + 175 + 172}{5} = \frac{855}{5} = 171$
方差$s^2 = \frac{(168 - 171)^2 + (168 - 171)^2 + (172 - 171)^2 + (175 - 171)^2 + (172 - 171)^2}{5} = \frac{9 + 9 + 1 + 16 + 1}{5} = \frac{36}{5} = 7.2 > \frac{32}{9} \approx 3.56$
尝试$x = 172$,$y = 172$:$\overline{a} = \frac{508 + 172 + 172}{5} = \frac{852}{5} = 170.4$
方差$s^2 = \frac{(168 - 170.4)^2 + (168 - 170.4)^2 + (172 - 170.4)^2 + (172 - 170.4)^2 + (172 - 170.4)^2}{5} = \frac{5.76 + 5.76 + 2.56 + 2.56 + 2.56}{5} = \frac{19.2}{5} = 3.84 > \frac{32}{9}$
尝试$x = 170$,$y = 172$:$\overline{a} = \frac{508 + 170 + 172}{5} = \frac{850}{5} = 170$
方差$s^2 = \frac{(168 - 170)^2 + (168 - 170)^2 + (172 - 170)^2 + (170 - 170)^2 + (172 - 170)^2}{5} = \frac{4 + 4 + 4 + 0 + 4}{5} = \frac{16}{5} = 3.2 < \frac{32}{9}$
所以选出的另外2名学生的身高分别为170cm和172cm。
(1)甲
(2)170,172