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2.2.2 用样本的数字特征估计总体的数字特征
第2课时 方差、标准差
课时目标
1.理解方差、标准差的意义,会计算一组数据的方差和标准差,掌握用样本方差或标准差去估计总体方差或总体标准差的方法.
2.会用平均数和方差对数据进行处理与比较.
识记强化
标准差及方差
考察样本数据的分散程度的大小,最常用的统计量是标准差.标准差是样本数据到平均数的一种平均距离,一般用s表示.标准差的平方s2叫做方差,也为测量样本数据分散程度的工具.
若样本数据是x1,x2,…,xn,表示这组数据的平均数,则
s= ;
s2=[(x1-)2+(x2-)2+…+(xn-)2].
课时作业
一、选择题
1.下列说法正确的是( )
A.在两组数据中,平均值较大的一组方差较大
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B.平均数反映数据的集中趋势,方差则反映数据离平均值的波动大小
C.方差的求法是求出各个数据与平均值的差的平方后再求和
D.在记录两个人射击环数的两组数据中,方差大的表示射击水平高
答案:B
解析:A中平均值和方差是数据的两个特征,不存在这种关系;C中求和后还需取平均数;D中方差越大,射击越不平稳,水平越低.
2.一组数据的平均数是4.8,方差是3.6,若将这组数据中的每一个数据都加上60,得到一组新数据,则所得新数据的平均数和方差分别是( )
A.55.2,3.6 B.55.2,56.4
C.64.8,63.6 D.64.8,3.6
答案:D
解析:每一个数据都加上60时,平均数也加上60,而方差不变.
3.样本101,98,102,100,99的标准差为( )
A. B.0
C.1 D.2
答案:A
解析:样本平均数=×(101+98+102+100+99)=100,方差s2=×[(101-100)2+(98-100)2+(102-100)2+(100-100)2+(99-100)2]=2.
∴s=.
4.一个样本a,3,5,7的平均数是b,且a、b是方程x2-5x+4=0的两根,则这个样本的方差是( )
A.3 B.4
C.5 D.6
答案:C
解析:方程x2-5x+4=0的两根是1,4,
当a=1时,a,3,5,7的平均数是4;
当a=4时,a,3,5,7的平均数不是1.
∴a=1,b=4.
则方差s2=[(4-1)2+(4-3)2+(4-5)2+(4-7)2]=5.
5.如果数据x1,x2,…,xn的平均数为,方差为s2,则2x1+3,2x2+3,…,2xn+3的平均数和方差分别为( )
A.和s B.2+3和4s2
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C.2+3和s2 D.2+3和4s2+12s+9
答案:B
解析:由平均数、方差的求法可得.
6.甲、乙两位同学都参加了由学校举办的篮球比赛,他们都参加了全部的7场比赛,平均得分均为16分,标准差分别为5.09和3.72,则甲、乙两同学在这次篮球比赛活动中,发挥得更稳定的是( )
A.甲 B.乙
C.甲、乙相同 D.不能确定
答案:B
解析:方差或标准差越小,数据的离散程度越小,表明发挥得越稳定.∵5.09>3.72,故选B.
二、填空题
7.已知样本9、10、11、x、y的平均数是10,方差是2,则xy=________.
答案:96
解析:由平均数得9+10+11+x+y=50,
∴x+y=20,又由(9-10)2+(10-10)2+(11-10)2+(x-10)2+(y-10)2=()2×5=10,
得x2+y2-20(x+y)=-192,(x+y)2-2xy-20(x+y)=-192,xy=96.
8.如图是某学校一名篮球运动员在五场比赛中所得分数的茎叶图,则该运动员在这五场比赛中得分的方差为________.
答案:6.8
解析:=(8+9+10+13+15)=11,
s2=[(8-11)2+(9-11)2+(10-11)2+(13-11)2+(15-11)2]=6.8.
9.若k1,k2,…,k8的方差为3,则2(k1-3),2(k2-3),…,2(k8-3)的方差为________.
答案:12
解析:设k1,k2,…,k8的平均数为,则[(k1-)2+(k2-)2+…+(k8-)2]=3,
而2(k1-3),2(k2-3),…,2(k8-3)的平均数为2(-3),
则s=[4(k1-)2+4(k2-)2+…+4(k8-)2]=4×3=12.
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三、解答题
10.甲、乙两台机床同时加工直径为10mm的零件,为了检验零件的质量,从零件中各随机抽取6件测量,测得数据如下(单位:mm):
甲:99,100,98,100,100,103;
乙:99,100,102,99,100,100.
(1)分别计算上述两组数据的平均数和方差;
(2)根据(1)的计算结果,说明哪一台机床加工的零件更符合要求.
解:(1)甲==100,
乙==100,
s=[(99-100)2+(100-100)2+(98-100)2+(100-100)2+(100-100)2+(103-100)2]=,
s=[(99-100)2+(100-100)2+(102-100)2+(99-100)2+(100-100)2+(100-100)2]=1.
(2)因为s>s,说明甲机床加工的零件的直径长度波动比较大,因此乙机床加工的零件更符合要求.
11.甲、乙两种冬小麦试验品连续5年平均单位面积产量见表:
品种
第1年
第2年
第3年
第4年
第5年
甲
9.8
9.9
10.1
10
10.2
乙
9.4
10.3
10.8
9.7
9.8
(1)求两种小麦的平均年产量;
(2)试根据这组数据估计哪一种小麦品种产量较稳定.
解:(1)10,10
(2)s=0.02,s=0.244,∴s