抽样实验,让“估计”更精准

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  在一次数学活动课上,老师给一组两人各发了一瓶豆子(瓶子大小不等,所装豆子多少也不等),进行如下“实验”:
  (1)从瓶子中取出一些豆子,我们小组数出这些豆子的粒数m=12;
  (2)给这些豆子做上记号;
  (3)把这些标了记号的豆子放回瓶子中,充分摇匀;
  (4)从瓶子中再取出一些豆子,数出粒数p=16,其中带有记号的豆子的粒数n=4。
  (5)估计原来瓶子中豆子的粒数q≈12÷[416]=48;
  (6)数出瓶子中豆子的总数为51。
  结论:我们的估计跟总数比较接近。
  老师让几个小组向全班同学做了汇报,其中我們小组的实验结果估计出来的总数最接近总数,而有些小组实验后的估计却偏离总数严重,这是什么原因呢?
  原来,他们有些小组带的是一个小瓶,只装了不到30个豆子,也就是说总数太少;有些小组虽然带来的豆子数量较大,但是在第三步操作时,没能“充分摇匀”,所以也出现较大偏差。
  课后我们遇到了一道习题,与上面这个数学活动类似,请看:
  为了对某鱼塘中的鱼的总量进行估计,采用这样的方法:第一次捞出 50 条鱼,称得重量为 92 kg,并把每条鱼作上记号放入水中;当它们完全混合于鱼群后,又捞出 100 条,称得重量为 208 kg,且带有记号的鱼有10 条。
  ①采用这样的方法是否可靠?为什么?
  ②该鱼塘中大约共有鱼多少条?共重多少千克?
  解:①可靠,这是随机抽样;
  ②50÷[10100]=500(条),
  ∵带有记号的10条鱼质量为92÷50×10=18.4 kg,故x=[208 92-18.4100 50-10]≈2.011(kg),
  ∴共重2.011×500=1005.5 kg。
  刘老师点评:这是一篇数学实验报告,该实验本质就是生产和科研中经常用到的“捉—放—捉”的方法,该方法体现了样本估计总体的思想,实际中常用它估计一个总体的数量。值得再说说的是,数学实验也是数学学习的重要方式,通过数学实验往往能生成特殊、发现奇异、估计性质、猜想方向,对数学上的发现、发明以及难题求证有重要作用。当然,数学实验也需要像科学实验一样,注意实验条件、环境,任何细节的疏忽往往也会影响实验效果。
  (指导教师:刘东升)
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