数学建模题 学生的身高模型

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/09/21 20:30:59
学生的身高模型
有关统计资料表明,我国大学生男性群体的平均身高约为170cm,且该群体中约有99.7%的人身高在150cm至190cm之间。
要求:如果将[150cm,190cm]等分成20个高度区间,则该群体身高在每一高度区间的分布情况怎样?特别地,身高中等(165cm至175cm之间)的人占该群体的百分比会超过60%吗?

问题分析与建立模型
  由于该群体身高的分布可近似看作正态分布,所以,根据已知数据不难确定该分布的均值与标准差分别为μ=170,σ=20/3,故其密度函数为

  从而,身高在任一区间[a,b]的人数的百分比可利用积分来计算。
  虽然通过变换再查标准正态分布的数值表,可算得上面积分,但是要得到各个身高区间上人数的分布情况,都用这种方法,显然是很繁杂的,而采用计算机却是轻而易举的事。我们通过数值积分的基本方法(矩形法、梯形法)来解决这个问题。
  为了后面编程方便,我们只考虑区间[a,a+2],将其m等分,则积分的近似计算公式如下:
  矩形法 (左端点)
  (右端点)
  (中点)
  (1) 梯形法

  计算过程
  这里用的是Mathematica,我们定义函数时用0.0598413代替,目的是为了提高运行速度。下面一段程序是计算积分。
  In[1]:= f[x_ ]:=0.0598413*Exp[-0.01125*(x-170)^2];
  m=10;
  Sum[f[150+(2*i-2)/m]*2/m,{i,1,m}]
  Sum[f[150 +2*i/m]*2/m,{i,1,m}] (*矩形法*)
  Sum[f[150+(2*i-1)/m]*2/m,{i,1,m}]
  Sum[(f[150+(2*i-2)/m]+f[150+2*i/m])/m,{i,1,m}] (*梯形法*)
  NIntegrate[f[x],{x,150,152}] (*数值积分*)
  Out[2]= 0.00202835
  0.00220802
  0.00211652
  0.00211819
  0.00211707
  注意上面输出的后三个数据,它们已很接近,还可修改m的值(增大),再次观测运行的结果。下面的程序是打印20个高度区间上人数分布的百分比表。