Chào mừng các em học sinh đến với chuyên mục giải bài tập Toán 12 tập 1 của giaitoan.edu.vn. Ở bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau giải chi tiết các bài tập trong mục 1 trang 80, 81, 82 sách giáo khoa Toán 12 tập 1 - Kết nối tri thức.
Mục tiêu của chúng tôi là cung cấp cho các em những lời giải chính xác, dễ hiểu, giúp các em nắm vững kiến thức và tự tin hơn trong quá trình học tập.
Phương sai và độ lệch chuẩn
Trả lời câu hỏi Hoạt động 1 trang 80 SGK Toán 12 Kết nối tri thức
Trở lại bài toán trong tình huống mở đầu, gọi \({x_1},{x_2},...,{x_{20}}\) là các kết quả đo (mẫu số liệu gốc).
a) Có thể tính được chính xác phương sai và độ lệch chuẩn của mẫu số liệu gốc hay không?
b) Thảo luận và đề xuất ước lượng cho phương sai và độ lệch chuẩn của mẫu số liệu gốc.
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức về tính phương sai và độ lệch chuẩn của mẫu số liệu gốc để ước lượng: Với mẫu số liệu cho dạng bảng tần số với \({m_i}\) là tần số của giá trị \({x_i}\) và \(n = {m_1} + ... + {m_k}\)
+ Phương sai là giá trị: \({s^2} = \frac{{{m_1}{{\left( {{x_1} - \overline x } \right)}^2} + {m_2}{{\left( {{x_2} - \overline x } \right)}^2} + ... + {m_k}{{\left( {{x_k} - \overline x } \right)}^2}}}{n}\).
+ Căn bậc hai của phương sai \(s = \sqrt {{s^2}} \) được gọi là độ lệch chuẩn.
Lời giải chi tiết:
a) Không thể tính được chính xác phương sai và độ lệch chuẩn của mẫu số liệu gốc.
b) Tính phương sai và độ lệch chuẩn thông qua số liệu của mẫu số liệu ghép nhóm như sau:
+ Tìm \({y_1},{y_2},{y_3},{y_4},{y_5}\) lần lượt là giá trị đại diện của các nhóm \(\left[ {52;52,1} \right)\), \(\left[ {52,1;52,2} \right)\), \(\left[ {52,2;52,3} \right)\), \(\left[ {52,3;52,4} \right)\), \(\left[ {52,4;52,5} \right)\).
+ Tính số trung bình cộng \(\overline y \) của mẫu số liệu ghép nhóm đó.
+ Tính phương sai: \({s^2} = \frac{{1.{{\left( {{y_1} - \overline y } \right)}^2} + 5{{\left( {{y_2} - \overline y } \right)}^2} + 8{{\left( {{y_3} - \overline y } \right)}^2} + 4{{\left( {{y_4} - \overline y } \right)}^2} + 2{{\left( {{y_5} - \overline y } \right)}^2}}}{{20}}\)
+ Tính độ lệch chuẩn: \(s = \sqrt {{s^2}} \).
Khi đó, phương sai và độ lệch chuẩn của mẫu số liệu gốc lần lượt xấp xỉ với các giá trị \({s^2}\) và s.
Trả lời câu hỏi Luyện tập 1 trang 82 SGK Toán 12 Kết nối tri thức
Một vận động viên luyện tập chạy cự li 100m đã ghi lại kết quả luyện tập như sau:
Tìm phương sai và độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm này. Phương sai và độ lệch chuẩn cho biết điều gì?
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức về phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm để tính: Phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm, kí hiệu là \({s^2}\), là một số được tính theo công thức sau: \({s^2} = \frac{1}{n}\left( {{m_1}x_1^2 + ... + {m_k}x_k^2} \right) - {\left( {\overline x } \right)^2}\), trong đó \(n = {m_1} + ... + {m_k}\) với \(\overline x = \frac{{{m_1}{x_1} + ... + {m_k}{x_k}}}{n}\) là số trung bình của mẫu số liệu ghép nhóm.
Sử dụng kiến thức độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm để tính: Độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm, kí hiệu là s, là căn bậc hai số học của phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm, tức là \(s = \sqrt {{s^2}} \).
Sử dụng kiến thức về ý nghĩa của phương sai và độ lệch chuẩn để giải thích: Phương sai, độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm là các xấp xỉ cho phương sai, độ lệch chuẩn của mẫu số liệu gốc.
Lời giải chi tiết:
Chọn giá trị đại diện cho các nhóm số liệu, ta có:
Tổng số vận động viên là: \(3 + 7 + 8 + 2 = 20\)
Thời gian chạy trung bình của các vận động viên là: \(\overline x = \frac{1}{{20}}\left( {10,3.3 + 10,5.7 + 10,7.8 + 10,9.2} \right) = 10,59\) (giây)
Phương sai của mẫu số liệu là:
\({s^2} = \frac{1}{{20}}\left( {10,{3^2}.3 + 10,{5^2}.7 + 10,{7^2}.8 + 10,{9^2}.2} \right) - 10,{59^2} = 0,0299\)
Độ lệch chuẩn của mẫu số liệu là: \(\sqrt {0,0299} \approx 0,17\)
Phương sai, độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm là các xấp xỉ cho phương sai, độ lệch chuẩn của mẫu số liệu gốc. Do đó, với mẫu số liệu gốc, phương sai xấp xỉ 0,0299 và độ lệch chuẩn xấp xỉ 0,17 giây.
Trả lời câu hỏi Vận dụng trang 82 SGK Toán 12 Kết nối tri thức
Hãy tính độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm cho bài toán trong tình huống mở đầu và cho biết có cần đưa máy đi sửa chữa hay không.
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức về phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm để tính: Phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm, kí hiệu là \({s^2}\), là một số được tính theo công thức sau: \({s^2} = \frac{1}{n}\left( {{m_1}x_1^2 + ... + {m_k}x_k^2} \right) - {\left( {\overline x } \right)^2}\), trong đó \(n = {m_1} + ... + {m_k}\) với \(\overline x = \frac{{{m_1}{x_1} + ... + {m_k}{x_k}}}{n}\) là số trung bình của mẫu số liệu ghép nhóm.
Sử dụng kiến thức độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm để tính: Độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm, kí hiệu là s, là căn bậc hai số học của phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm, tức là \(s = \sqrt {{s^2}} \).
Lời giải chi tiết:
Chọn giá trị đại diện cho các nhóm số liệu, ta có:
Độ ẩm trung bình trong 20 lần đo là: \(\overline x = \frac{1}{{20}}\left( {52,05.1 + 52,15.5 + 52,25.8 + 52,35.4 + 52,45.2} \right) = 52,255\)
Phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm là:
\({s^2} = \frac{1}{{20}}\left( {52,{{05}^2}.1 + 52,{{15}^2}.5 + 52,{{25}^2}.8 + 52,{{35}^2}.4 + 52,{{45}^2}.2} \right) - 52,{255^2} = 0,010475\)
Độ lệch chuẩn của mẫu số liệu là: \(s = \sqrt {0,010475} \approx 0,102\)
Vì \(0,102 < 0,15\) nên không cần đưa máy đo này đi sửa chữa.
Trả lời câu hỏi Hoạt động 1 trang 80 SGK Toán 12 Kết nối tri thức
Trở lại bài toán trong tình huống mở đầu, gọi \({x_1},{x_2},...,{x_{20}}\) là các kết quả đo (mẫu số liệu gốc).
a) Có thể tính được chính xác phương sai và độ lệch chuẩn của mẫu số liệu gốc hay không?
b) Thảo luận và đề xuất ước lượng cho phương sai và độ lệch chuẩn của mẫu số liệu gốc.
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức về tính phương sai và độ lệch chuẩn của mẫu số liệu gốc để ước lượng: Với mẫu số liệu cho dạng bảng tần số với \({m_i}\) là tần số của giá trị \({x_i}\) và \(n = {m_1} + ... + {m_k}\)
+ Phương sai là giá trị: \({s^2} = \frac{{{m_1}{{\left( {{x_1} - \overline x } \right)}^2} + {m_2}{{\left( {{x_2} - \overline x } \right)}^2} + ... + {m_k}{{\left( {{x_k} - \overline x } \right)}^2}}}{n}\).
+ Căn bậc hai của phương sai \(s = \sqrt {{s^2}} \) được gọi là độ lệch chuẩn.
Lời giải chi tiết:
a) Không thể tính được chính xác phương sai và độ lệch chuẩn của mẫu số liệu gốc.
b) Tính phương sai và độ lệch chuẩn thông qua số liệu của mẫu số liệu ghép nhóm như sau:
+ Tìm \({y_1},{y_2},{y_3},{y_4},{y_5}\) lần lượt là giá trị đại diện của các nhóm \(\left[ {52;52,1} \right)\), \(\left[ {52,1;52,2} \right)\), \(\left[ {52,2;52,3} \right)\), \(\left[ {52,3;52,4} \right)\), \(\left[ {52,4;52,5} \right)\).
+ Tính số trung bình cộng \(\overline y \) của mẫu số liệu ghép nhóm đó.
+ Tính phương sai: \({s^2} = \frac{{1.{{\left( {{y_1} - \overline y } \right)}^2} + 5{{\left( {{y_2} - \overline y } \right)}^2} + 8{{\left( {{y_3} - \overline y } \right)}^2} + 4{{\left( {{y_4} - \overline y } \right)}^2} + 2{{\left( {{y_5} - \overline y } \right)}^2}}}{{20}}\)
+ Tính độ lệch chuẩn: \(s = \sqrt {{s^2}} \).
Khi đó, phương sai và độ lệch chuẩn của mẫu số liệu gốc lần lượt xấp xỉ với các giá trị \({s^2}\) và s.
Trả lời câu hỏi Luyện tập 1 trang 82 SGK Toán 12 Kết nối tri thức
Một vận động viên luyện tập chạy cự li 100m đã ghi lại kết quả luyện tập như sau:
Tìm phương sai và độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm này. Phương sai và độ lệch chuẩn cho biết điều gì?
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức về phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm để tính: Phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm, kí hiệu là \({s^2}\), là một số được tính theo công thức sau: \({s^2} = \frac{1}{n}\left( {{m_1}x_1^2 + ... + {m_k}x_k^2} \right) - {\left( {\overline x } \right)^2}\), trong đó \(n = {m_1} + ... + {m_k}\) với \(\overline x = \frac{{{m_1}{x_1} + ... + {m_k}{x_k}}}{n}\) là số trung bình của mẫu số liệu ghép nhóm.
Sử dụng kiến thức độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm để tính: Độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm, kí hiệu là s, là căn bậc hai số học của phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm, tức là \(s = \sqrt {{s^2}} \).
Sử dụng kiến thức về ý nghĩa của phương sai và độ lệch chuẩn để giải thích: Phương sai, độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm là các xấp xỉ cho phương sai, độ lệch chuẩn của mẫu số liệu gốc.
Lời giải chi tiết:
Chọn giá trị đại diện cho các nhóm số liệu, ta có:
Tổng số vận động viên là: \(3 + 7 + 8 + 2 = 20\)
Thời gian chạy trung bình của các vận động viên là: \(\overline x = \frac{1}{{20}}\left( {10,3.3 + 10,5.7 + 10,7.8 + 10,9.2} \right) = 10,59\) (giây)
Phương sai của mẫu số liệu là:
\({s^2} = \frac{1}{{20}}\left( {10,{3^2}.3 + 10,{5^2}.7 + 10,{7^2}.8 + 10,{9^2}.2} \right) - 10,{59^2} = 0,0299\)
Độ lệch chuẩn của mẫu số liệu là: \(\sqrt {0,0299} \approx 0,17\)
Phương sai, độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm là các xấp xỉ cho phương sai, độ lệch chuẩn của mẫu số liệu gốc. Do đó, với mẫu số liệu gốc, phương sai xấp xỉ 0,0299 và độ lệch chuẩn xấp xỉ 0,17 giây.
Trả lời câu hỏi Vận dụng trang 82 SGK Toán 12 Kết nối tri thức
Hãy tính độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm cho bài toán trong tình huống mở đầu và cho biết có cần đưa máy đi sửa chữa hay không.
Phương pháp giải:
Sử dụng kiến thức về phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm để tính: Phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm, kí hiệu là \({s^2}\), là một số được tính theo công thức sau: \({s^2} = \frac{1}{n}\left( {{m_1}x_1^2 + ... + {m_k}x_k^2} \right) - {\left( {\overline x } \right)^2}\), trong đó \(n = {m_1} + ... + {m_k}\) với \(\overline x = \frac{{{m_1}{x_1} + ... + {m_k}{x_k}}}{n}\) là số trung bình của mẫu số liệu ghép nhóm.
Sử dụng kiến thức độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm để tính: Độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm, kí hiệu là s, là căn bậc hai số học của phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm, tức là \(s = \sqrt {{s^2}} \).
Lời giải chi tiết:
Chọn giá trị đại diện cho các nhóm số liệu, ta có:
Độ ẩm trung bình trong 20 lần đo là: \(\overline x = \frac{1}{{20}}\left( {52,05.1 + 52,15.5 + 52,25.8 + 52,35.4 + 52,45.2} \right) = 52,255\)
Phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm là:
\({s^2} = \frac{1}{{20}}\left( {52,{{05}^2}.1 + 52,{{15}^2}.5 + 52,{{25}^2}.8 + 52,{{35}^2}.4 + 52,{{45}^2}.2} \right) - 52,{255^2} = 0,010475\)
Độ lệch chuẩn của mẫu số liệu là: \(s = \sqrt {0,010475} \approx 0,102\)
Vì \(0,102 < 0,15\) nên không cần đưa máy đo này đi sửa chữa.
Mục 1 của chương trình Toán 12 tập 1 - Kết nối tri thức tập trung vào việc ôn tập và hệ thống hóa kiến thức về hàm số và đồ thị. Đây là nền tảng quan trọng để các em tiếp cận các kiến thức nâng cao hơn trong chương trình học. Việc giải các bài tập trong SGK là cách tốt nhất để các em củng cố kiến thức và rèn luyện kỹ năng giải toán.
Bài tập này yêu cầu các em ôn lại các kiến thức cơ bản về hàm số bậc hai, bao gồm:
Các bài tập cụ thể trong phần này thường yêu cầu các em xác định các yếu tố của hàm số bậc hai, vẽ đồ thị hàm số, tìm giá trị của hàm số tại một điểm cho trước, hoặc giải các phương trình bậc hai.
Bài tập này tập trung vào việc ôn tập và hệ thống hóa kiến thức về hàm số mũ và hàm số logarit, bao gồm:
Các bài tập cụ thể trong phần này thường yêu cầu các em xác định tập xác định của hàm số, vẽ đồ thị hàm số, giải các phương trình và bất phương trình mũ và logarit, hoặc ứng dụng các kiến thức về hàm số mũ và logarit để giải các bài toán thực tế.
Bài tập này yêu cầu các em vận dụng các kiến thức về hàm số mũ và hàm số logarit để giải các bài toán thực tế, ví dụ như:
Để giải các bài toán này, các em cần nắm vững các công thức và tính chất của hàm số mũ và hàm số logarit, đồng thời có khả năng phân tích và mô hình hóa bài toán.
Dưới đây là lời giải chi tiết cho từng bài tập trong mục 1 trang 80, 81, 82 SGK Toán 12 tập 1 - Kết nối tri thức:
(Tiếp tục giải chi tiết các bài tập còn lại)
Hy vọng rằng với những lời giải chi tiết và những lưu ý trên, các em sẽ tự tin hơn trong việc giải các bài tập trong mục 1 trang 80, 81, 82 SGK Toán 12 tập 1 - Kết nối tri thức. Chúc các em học tập tốt!
