Giải Bài Tập Cuối Chương III - Toán 11 KNTT

BÀI TẬP CUỐI CHƯƠNG III
(SGK TOÁN 11 - KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG)

A – TRẮC NGHIỆM

Sử dụng bảng số liệu sau (Bảng 3.6) để trả lời các câu từ 3.8 đến 3.12:

Thời gian (phút) [0; 20) [20; 40) [40; 60) [60; 80) [80; 100)
Số học sinh 5 9 12 10 6
Bài 3.8. Giá trị đại diện của nhóm \([20; 40)\) là
A. 10.      B. 20.      C. 30.      D. 40.
Lời giải:

Giá trị đại diện của nhóm \([20; 40)\) được tính bằng trung bình cộng của mút đầu và mút cuối nhóm:

\[x_2 = \frac{20 + 40}{2} = 30\]

Chọn C.

Bài 3.9. Mẫu số liệu ghép nhóm này có số mốt là
A. 0.      B. 1.      C. 2.      D. 3.
Lời giải:

Mẫu số liệu ghép nhóm chỉ có một nhóm mang tần số lớn nhất độc lập (nhóm \([40; 60)\) có tần số \(n_3 = 12\)), nên mẫu số liệu này chỉ có đúng 1 mốt.

Chọn B.

Bài 3.10. Nhóm chứa mốt của mẫu số liệu này là
A. \([20; 40)\).      B. \([40; 60)\).      C. \([60; 80)\).      D. \([80; 100)\).
Lời giải:

Nhóm có tần số lớn nhất là nhóm \([40; 60)\) với tần số \(n_3 = 12\). Do đó nhóm chứa mốt là \([40; 60)\).

Chọn B.

Bài 3.11. Nhóm chứa tứ phân vị thứ nhất là
A. \([0; 20)\).      B. \([20; 40)\).      C. \([40; 60)\).      D. \([60; 80)\).
Lời giải:

Tổng số học sinh là \(n = 5 + 9 + 12 + 10 + 6 = 42\).

Xét vị trí \(\frac{n}{4} = \frac{42}{4} = 10,5\).

Tần số tích lũy:

  • Nhóm 1 \([0; 20)\): 5
  • Nhóm 2 \([20; 40)\): \(5 + 9 = 14\)

Vì giá trị thứ 10,5 nằm trong khoảng tích lũy từ 6 đến 14, nên nhóm chứa tứ phân vị thứ nhất \(Q_1\) là nhóm \([20; 40)\).

Chọn B.

Bài 3.12. Nhóm chứa trung vị là
A. \([0; 20)\).      B. \([20; 40)\).      C. \([40; 60)\).      D. \([60; 80)\).
Lời giải:

Cỡ mẫu \(n = 42\). Vị trí trung vị là \(\frac{n}{2} = \frac{42}{2} = 21\).

Tần số tích lũy:

  • Nhóm 1 \([0; 20)\): 5
  • Nhóm 2 \([20; 40)\): 14
  • Nhóm 3 \([40; 60)\): \(14 + 12 = 26\)

Vì giá trị thứ 21 nằm trong khoảng tích lũy từ 15 đến 26, nên nhóm chứa trung vị \(Me\) là nhóm \([40; 60)\).

Chọn C.

B – TỰ LUẬN

Bài 3.13. Cơ cấu dân số Việt Nam năm 2020 theo độ tuổi được cho trong bảng sau:
Độ tuổi Dưới 5 tuổi 5 - 14 15 - 24 25 - 64 Trên 65
Số người (triệu) 7,89 14,68 13,32 53,78 7,66
Chọn 80 là giá trị đại diện cho nhóm trên 65 tuổi. Tính tuổi trung bình của người Việt Nam năm 2020.
Lời giải:

Ta xác định giá trị đại diện cho từng nhóm độ tuổi:

  • Nhóm "Dưới 5 tuổi": Lấy giá trị đại diện \(x_1 = 2,5\) (từ 0 đến 5).
  • Nhóm "5 - 14": \(x_2 = \frac{5 + 14}{2} = 9,5\).
  • Nhóm "15 - 24": \(x_3 = \frac{15 + 24}{2} = 19,5\).
  • Nhóm "25 - 64": \(x_4 = \frac{25 + 64}{2} = 44,5\).
  • Nhóm "Trên 65": Lấy giá trị đại diện theo đề bài \(x_5 = 80\).

Tổng số dân là: \(n = 7,89 + 14,68 + 13,32 + 53,78 + 7,66 = 97,33\) (triệu người).

Tuổi trung bình của người Việt Nam năm 2020 là:

\[\overline{x} = \frac{7,89 \cdot 2,5 + 14,68 \cdot 9,5 + 13,32 \cdot 19,5 + 53,78 \cdot 44,5 + 7,66 \cdot 80}{97,33}\] \[= \frac{19,725 + 139,46 + 259,74 + 2393,21 + 612,8}{97,33} = \frac{3424,935}{97,33} \approx 35,19 \text{ (tuổi)}\]

Vậy tuổi trung bình của người Việt Nam năm 2020 là khoảng 35,19 tuổi.

Bài 3.14. Người ta ghi lại tuổi thọ của một số con ong cho kết quả như sau:
Tuổi thọ (ngày) [0; 20) [20; 40) [40; 60) [60; 80) [80; 100)
Số lượng 5 12 23 31 29
Tìm mốt của mẫu số liệu. Giải thích ý nghĩa của giá trị nhận được.
Lời giải:

Nhóm có tần số lớn nhất là nhóm \([60; 80)\) với tần số \(n_4 = 31\).

Do đó, nhóm chứa mốt là \([60; 80)\) với:

  • \(u_4 = 60\) (mút trái)
  • \(o_4 = 20\) (độ rộng nhóm)
  • \(n_4 = 31\) (tần số nhóm chứa mốt)
  • \(n_3 = 23\) (tần số nhóm liền trước)
  • \(n_5 = 29\) (tần số nhóm liền sau)

Áp dụng công thức tính mốt:

\[M_o = 60 + \frac{31 - 23}{(31 - 23) + (31 - 29)} \cdot 20 = 60 + \frac{8}{8 + 2} \cdot 20 = 60 + \frac{8}{10} \cdot 20 = 60 + 16 = 76 \text{ (ngày)}\]

Ý nghĩa: Tuổi thọ phổ biến nhất của loài ong trong mẫu thống kê là khoảng 76 ngày.

Bài 3.15. Một bảng xếp hạng đã tính điểm chuẩn hoá cho chỉ số nghiên cứu của một số trường đại học ở Việt Nam và thu được kết quả sau:
Điểm Dưới 20 [20; 30) [30; 40) [40; 60) [60; 80) [80; 100)
Số trường 4 19 6 2 3 1
Xác định điểm ngưỡng để đưa ra danh sách 25% trường đại học có chỉ số nghiên cứu tốt nhất Việt Nam.
Lời giải:

Điểm ngưỡng để đưa ra danh sách 25% trường đại học có chỉ số nghiên cứu tốt nhất chính là tìm tứ phân vị thứ ba (\(Q_3\)) của mẫu số liệu.

Tổng số trường đại học là: \(n = 4 + 19 + 6 + 2 + 3 + 1 = 35\) trường.

Xét vị trí \(\frac{3n}{4} = \frac{3 \cdot 35}{4} = 26,25\).

Ta lập bảng tần số tích lũy:

  • Nhóm 1 "Dưới 20" (hiểu là \([0; 20)\)): 4
  • Nhóm 2 \([20; 30)\): \(4 + 19 = 23\)
  • Nhóm 3 \([30; 40)\): \(23 + 6 = 29\)

Vì giá trị tích lũy đến hết nhóm 2 là 23, và đến nhóm 3 là 29, nên vị trí 26,25 thuộc về nhóm thứ ba: \([30; 40)\).

Áp dụng công thức tính tứ phân vị thứ ba:

\[Q_3 = u_3 + \frac{\frac{3n}{4} - cf_2}{n_3} \cdot o_3\]

Trong đó:

  • \(u_3 = 30\) (mút trái nhóm 3)
  • \(cf_2 = 23\) (tần số tích lũy đến hết nhóm 2)
  • \(n_3 = 6\) (tần số nhóm 3)
  • \(o_3 = 10\) (độ rộng nhóm 3: \(40 - 30 = 10\))

Thay số vào tính:

\[Q_3 = 30 + \frac{26,25 - 23}{6} \cdot 10 = 30 + \frac{3,25}{6} \cdot 10 = 30 + \frac{32,5}{6} \approx 35,42\]

Vậy điểm ngưỡng để đưa ra danh sách 25% trường đại học có chỉ số nghiên cứu tốt nhất là khoảng 35,42 điểm.