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“数据的集中趋势和离散程度”这一章中,我们学习了平均数、众数、中位数、极差、方差等概念,并利用它们来分析数据的集中趋势和离散程度. 其中平均数、中位数、众数都能刻画数据的集中趋势,极差和方差都能描述一组数据的离散程度. 但在解决实际问题时,根据决策的目的和实际意义,我们需要选择不同的统计量作为决策的依据,那么如何根据实际需要来恰当地进行选择呢?
平均数的概率:平均数反映了一组数据中各数据的平均大小,是一组数据的常用指标. 平均数是通过计算得到的,相对而言得到的数据较精确,所以大多数问题中,我们首先参考的统计量是平均数. 但是正因为它会随每一个数据的变化而变化,所以容易受数据中极端数值的影响. 例如:在某项比赛中10个评委打分,其中9个评委的分数都差不多,但有一个评委分数特别低,计算出的平均数就会“失真”,这时的平均数就不能很好地反映平均实际水平,所以用这10个数据判分时,总要去掉一个最高分和一个最低分,再用其余的8个数据的平均值作为最后得分,现在这已是人们的常识了.
中位数的概念:是一组数据中最中间位置的数(奇数个数据时)或最中间的两个数的平均数(偶数个数据时),所以中位数可以反映一组数据的中间位置水平.中位数是通过排序得到的,在一组数据的数值排序中处中间的位置,它不受最大、最小两个极端数值的影响. 因此当一组数据中的个别数据变动较大时,我们常用中位数来描述这组数据的集中趋势.
【典型例题】(2013·深圳)某校有21名同学参加比赛,预赛成绩各不相同,要取前11名参加决赛,小颖已经知道了自己的成绩,她想知道自己能否进入决赛,只需再知道这21名同学成绩的( ).
A. 最高分 B. 中位数
C. 极差 D. 平均数
【解析】21个数据从小到大排列,小颖想知道自己能否进入决赛,只要知道她的预赛成绩所在的位置是在第11位之前或之后即可. 而排列以后的第11位同学的成绩正好是这组数据的中位数. 故她只要知道这21名同学成绩的中位数即可.
众数的概念:一组数据中出现次数最多的那个数据,叫做这组数据的众数. 众数的特点:①众数在一组数据中出现的次数最多;②众数反映了一组数据的集中趋势,众数出现的次数越多,它就越能代表这组数据的整体状况,并且通过它能比较直观地了解到一组数据的大致情况. 日常生活中诸如“最佳”、“最受欢迎”、“最满意”等,都与众数有关系,它反映了一种最普遍的倾向. 如果一组数据的众数出现的次数不具明显优势,用它来反映一组数据的典型水平就不大可靠了.
【典型例题】为筹备班级元旦联欢晚会,班长对全班同学爱吃什么水果作了民意调查,再决定买哪种水果. 下面的调查数据中,他最应该关注的是( ).
A. 平均数 B. 众数
C. 中位数 D. 加权平均数
【解析】决定买哪种水果,用生活中的经验“少数服从多数”,而这里的“多数”实际上就是众数的概念,所以在这个问题中,决策的依据是众数.
极差的概念:极差是一组数据的最大值与最小值的差,它计算方便,只对极端值敏感,只是粗略反映了这组数据的变化范围,在一定程度上描述了这组数据的离散程度. 所以在决策中极差的作用并不是很大.
方差的概念:方差是指各数据与平均数的差的平方的平均数,表示一组数据的波动性的大小的指标,因此方差可以判断一组数据的稳定性. 方差越大,数据越不稳定;方差越小,数据越稳定. 所以要比较稳定性,一般会借助方差.
【典型例题】(2013·重庆)某特警队为了选拔“神枪手”,举行了1 000米射击比赛,最后由甲、乙两名战士进入决赛,两人各射靶10次,经过统计计算,甲、乙两名战士的总成绩都是99.68环,甲的方差是0.28,乙的方差是0.21. 则下列说法中,正确的是( ).
A. 甲的成绩比乙的成绩稳定
B. 乙的成绩比甲的成绩稳定
C. 甲、乙两人成绩的稳定性相同
D. 无法确定谁的成绩更稳定
【解析】根据方差的意义,方差越小波动越小,越接近平均数,成绩就越稳定. 因为甲的方差0.28>乙的方差0.21,所以乙的成绩比甲的成绩稳定. 考察几组数据的稳定程度其实质就是比较它们的方差,平均数相同或相差不大时,方差越小,这组数据就越稳定.
实际上我们在一个问题中,并不是只考虑一个统计量,往往同时计算并分析几个统计量,除了上面提到的五个基本统计量以外,有时还会考虑优秀率、合格率等概念,甚至从不同的统计量进行分析,会得到不同的结论.
【典型例题】(2013·江苏扬州)为声援扬州“运河申遗”,某校举办了一次运河知识竞赛,满分10分,学生得分均为整数,成绩达到6分以上(包括6分)为合格,达到9分以上(包括9分)为优秀. 这次竞赛中甲、乙两组学生成绩分布的条形统计图如图所示.
(1) 补充完成下面的成绩统计分析表:
(2) 小明同学说:“这次竞赛我得了7分,在我们小组中排名属中游偏上!”观察上表可知,小明是______组的学生. (填“甲”或“乙”)
(3) 甲组同学说他们组的合格率、优秀率均高于乙组,所以他们组的成绩好于乙组. 但乙组同学不同意甲组同学的说法,认为他们组的成绩要好于甲组,请你给出两条支持乙组同学观点的理由.
【解析】(1) 将甲组成绩按照从小到大的顺序排列,找出第5、6个成绩,求出平均数即为甲组的中位数;找出乙组成绩,求出乙组的平均分,填表即可;
(2) 观察表格,成绩为7分处于中游略偏上,应为甲组的学生;
(3) 乙组的平均分高于甲组,中位数高于甲组,方差小于甲组,所以乙组成绩好于甲组.
【答案】(1) 乙平均分:8.1;甲中位数:6;(2) 甲;(3) ①乙组同学平均分高于甲组;②乙组同学的方差小,比甲组稳定,而且集中在中上游,所以支持乙组同学的观点.
总之,平均数、中位数、众数、极差、方差是从不同的角度描述数据的统计量,可谓“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”. 在利用统计的结果进行决策时,首先要弄清不同统计量之间的联系和区别,要弄清不同统计量的内涵,然后结合问题的背景、进行决策的目的和意义,选择恰当的统计量对数据进行分析,最后作出正确的决策. (作者单位:江苏省无锡市江南中学)
平均数的概率:平均数反映了一组数据中各数据的平均大小,是一组数据的常用指标. 平均数是通过计算得到的,相对而言得到的数据较精确,所以大多数问题中,我们首先参考的统计量是平均数. 但是正因为它会随每一个数据的变化而变化,所以容易受数据中极端数值的影响. 例如:在某项比赛中10个评委打分,其中9个评委的分数都差不多,但有一个评委分数特别低,计算出的平均数就会“失真”,这时的平均数就不能很好地反映平均实际水平,所以用这10个数据判分时,总要去掉一个最高分和一个最低分,再用其余的8个数据的平均值作为最后得分,现在这已是人们的常识了.
中位数的概念:是一组数据中最中间位置的数(奇数个数据时)或最中间的两个数的平均数(偶数个数据时),所以中位数可以反映一组数据的中间位置水平.中位数是通过排序得到的,在一组数据的数值排序中处中间的位置,它不受最大、最小两个极端数值的影响. 因此当一组数据中的个别数据变动较大时,我们常用中位数来描述这组数据的集中趋势.
【典型例题】(2013·深圳)某校有21名同学参加比赛,预赛成绩各不相同,要取前11名参加决赛,小颖已经知道了自己的成绩,她想知道自己能否进入决赛,只需再知道这21名同学成绩的( ).
A. 最高分 B. 中位数
C. 极差 D. 平均数
【解析】21个数据从小到大排列,小颖想知道自己能否进入决赛,只要知道她的预赛成绩所在的位置是在第11位之前或之后即可. 而排列以后的第11位同学的成绩正好是这组数据的中位数. 故她只要知道这21名同学成绩的中位数即可.
众数的概念:一组数据中出现次数最多的那个数据,叫做这组数据的众数. 众数的特点:①众数在一组数据中出现的次数最多;②众数反映了一组数据的集中趋势,众数出现的次数越多,它就越能代表这组数据的整体状况,并且通过它能比较直观地了解到一组数据的大致情况. 日常生活中诸如“最佳”、“最受欢迎”、“最满意”等,都与众数有关系,它反映了一种最普遍的倾向. 如果一组数据的众数出现的次数不具明显优势,用它来反映一组数据的典型水平就不大可靠了.
【典型例题】为筹备班级元旦联欢晚会,班长对全班同学爱吃什么水果作了民意调查,再决定买哪种水果. 下面的调查数据中,他最应该关注的是( ).
A. 平均数 B. 众数
C. 中位数 D. 加权平均数
【解析】决定买哪种水果,用生活中的经验“少数服从多数”,而这里的“多数”实际上就是众数的概念,所以在这个问题中,决策的依据是众数.
极差的概念:极差是一组数据的最大值与最小值的差,它计算方便,只对极端值敏感,只是粗略反映了这组数据的变化范围,在一定程度上描述了这组数据的离散程度. 所以在决策中极差的作用并不是很大.
方差的概念:方差是指各数据与平均数的差的平方的平均数,表示一组数据的波动性的大小的指标,因此方差可以判断一组数据的稳定性. 方差越大,数据越不稳定;方差越小,数据越稳定. 所以要比较稳定性,一般会借助方差.
【典型例题】(2013·重庆)某特警队为了选拔“神枪手”,举行了1 000米射击比赛,最后由甲、乙两名战士进入决赛,两人各射靶10次,经过统计计算,甲、乙两名战士的总成绩都是99.68环,甲的方差是0.28,乙的方差是0.21. 则下列说法中,正确的是( ).
A. 甲的成绩比乙的成绩稳定
B. 乙的成绩比甲的成绩稳定
C. 甲、乙两人成绩的稳定性相同
D. 无法确定谁的成绩更稳定
【解析】根据方差的意义,方差越小波动越小,越接近平均数,成绩就越稳定. 因为甲的方差0.28>乙的方差0.21,所以乙的成绩比甲的成绩稳定. 考察几组数据的稳定程度其实质就是比较它们的方差,平均数相同或相差不大时,方差越小,这组数据就越稳定.
实际上我们在一个问题中,并不是只考虑一个统计量,往往同时计算并分析几个统计量,除了上面提到的五个基本统计量以外,有时还会考虑优秀率、合格率等概念,甚至从不同的统计量进行分析,会得到不同的结论.
【典型例题】(2013·江苏扬州)为声援扬州“运河申遗”,某校举办了一次运河知识竞赛,满分10分,学生得分均为整数,成绩达到6分以上(包括6分)为合格,达到9分以上(包括9分)为优秀. 这次竞赛中甲、乙两组学生成绩分布的条形统计图如图所示.
(1) 补充完成下面的成绩统计分析表:
(2) 小明同学说:“这次竞赛我得了7分,在我们小组中排名属中游偏上!”观察上表可知,小明是______组的学生. (填“甲”或“乙”)
(3) 甲组同学说他们组的合格率、优秀率均高于乙组,所以他们组的成绩好于乙组. 但乙组同学不同意甲组同学的说法,认为他们组的成绩要好于甲组,请你给出两条支持乙组同学观点的理由.
【解析】(1) 将甲组成绩按照从小到大的顺序排列,找出第5、6个成绩,求出平均数即为甲组的中位数;找出乙组成绩,求出乙组的平均分,填表即可;
(2) 观察表格,成绩为7分处于中游略偏上,应为甲组的学生;
(3) 乙组的平均分高于甲组,中位数高于甲组,方差小于甲组,所以乙组成绩好于甲组.
【答案】(1) 乙平均分:8.1;甲中位数:6;(2) 甲;(3) ①乙组同学平均分高于甲组;②乙组同学的方差小,比甲组稳定,而且集中在中上游,所以支持乙组同学的观点.
总之,平均数、中位数、众数、极差、方差是从不同的角度描述数据的统计量,可谓“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”. 在利用统计的结果进行决策时,首先要弄清不同统计量之间的联系和区别,要弄清不同统计量的内涵,然后结合问题的背景、进行决策的目的和意义,选择恰当的统计量对数据进行分析,最后作出正确的决策. (作者单位:江苏省无锡市江南中学)