数据的离散程度
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资料简介
天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ ‎4 数据的离散程度 ‎1.极差 定义:一组数据中的最大数据与最小数据的差叫做这组数据的极差,即极差=最大值-最小值.极差反映了这组数据的波动范围.‎ 谈重点 极差 ‎(1)极差是最简单、最便于计算的一种反映数据波动情况的量,极差能够反映一组数据的波动范围;(2)在对一组数据的波动情况粗略估计时经常用到极差;(3)极差仅仅反映了数据的波动范围没有提供数据波动的其他信息,且受极端值的影响较大;(4)一组数据的极差越小,这组数据就越稳定.‎ ‎【例1】 在一次体检中,测得某小组5名同学的身高分别是170,162,155,160,168(单位:cm),则这组数据的极差是__________cm.‎ 解析:根据极差的概念,用最大值减去最小值即可,170-155=15(cm).‎ 答案:15‎ ‎2.方差 ‎(1)定义:设有n个数据x1,x2,x3,…,xn,各数据与它们的平均数的差的平方分别是(x1-)2,(x2-)2,(x3-)2,…,(xn-)2,用它们的平均数来衡量这组数据的波动大小,并把它叫做这组数据的方差.‎ ‎(2)方差的计算公式:通常用s2表示一组数据的方差,用表示这组数据的平均数.‎ s2=[(x1-)2+(x2-)2+(x3-)2+…+(xn-)2].‎ ‎(3)标准差:标准差就是方差的算术平方根.‎ 谈重点 方差 ‎(1)方差是用来衡量一组数据的波动大小的重要的量,方差反映的是数据在它的平均数附近波动的情况;(2)对于同类问题的两组数据,方差越大,数据的波动越大,方差越小,数据的波动越小;(3)一组数据的每一个数据都加上(或减去)同一个常数,所得的一组新数据的方差不变;(4)一组数据的每一个数据都变为原来的k倍,则所得的一组新数据的方差将变为原数据方差的k2倍.‎ ‎【例2】 已知两组数据分别为:‎ 甲:42,41,40,39,38;‎ 乙:40.5,40.1,40,39.9,39.5.‎ 计算这两组数据的方差.‎ 解:甲=×(42+41+40+39+38)=40,‎ s=×[(42-40)2+…+(38-40)2]=2.‎ 乙=×(40.5+40.1+40+39.9+39.5)=40,‎ s=×[(40.5-40)2+…+(39.5-40)2]=0.104.‎ ‎3.极差与方差(或标准差)的异同 相同之处:‎ ‎(1)都是衡量一组数据的波动大小的量;‎ ‎(2)一组数据的极差、方差(或标准差)越小,这组数据的波动就越小,也就越稳定.‎ 不同之处:‎ ‎(1)极差反映的仅仅是数据的变化范围,方差(或标准差)反映的是数据在它的平均数附近波动的情况;‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ ‎(2)极差的计算最简单,只需要计算数据的最大值与最小值的差即可,而方差的计算比较复杂.‎ ‎【例3】 已知甲、乙两支仪仗队队员的身高如下(单位:cm):‎ 甲队:178,177,179,178,177,178,177,179,178,179‎ 乙队:178,179,176,178,180,178,176,178,177,180‎ ‎(1)将下表填完整:‎ 身高(cm)‎ ‎176‎ ‎177‎ ‎178‎ ‎179‎ ‎180‎ 甲队(人数)‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎0‎ 乙队(人数)‎ ‎2‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎(2)甲队队员身高的平均数为_________cm,乙队队员身高的平均数为_________cm;‎ ‎(3)这两支仪仗队队员身高的极差、方差分别是多少?‎ 解:(1)甲队从左到右分别填:0,3,乙队从左到右分别填:4,2;‎ ‎(2)178,178;‎ ‎(3)经过计算可知,甲、乙两支仪仗队队员身高数据的极差分别为‎2 cm和‎4 cm,方差分别是0.6和1.8.‎ ‎4.运用方差解决实际问题 方差是反映一组数据的波动大小的统计量,通过计算方差,可以比较两组数据的稳定程度,进而解决一些实际问题.‎ 对于一般两组数据来说,可从平均数和方差两个方面进行比较,平均数反映一组数据的一般水平,方差则反映一组数据在平均数左右的波动大小,因此从平均数看或从方差看,各有长处.‎ 方差的计算可用一句话“先平均,再求差,然后平方,最后再平均”得到的结果表示一组数据偏离平均值的程度.方差的单位是原数据的平方单位,方差反映了数据的波动大小,在实际问题中,例如长得是否整齐一致、是否稳定等都是波动体现.‎ 点技巧 方差反映波动情况 在实际问题中,如果出现要求分析稳定性的问题,因为方差是反映数据的波动大小的量,所以一般就要计算出各组数据的方差,通过方差的大小比较来解决问题.‎ ‎【例4】 某工厂甲、乙两名工人参加操作技能培训.现分别从他们在培训期间参加的若干次测试成绩中随机抽取8次,记录如下:‎ 甲 ‎95‎ ‎82‎ ‎88‎ ‎81‎ ‎93‎ ‎79‎ ‎84‎ ‎78‎ 乙 ‎83‎ ‎92‎ ‎80‎ ‎95‎ ‎90‎ ‎80‎ ‎85‎ ‎75‎ ‎(1)请你计算这两组数据的平均数、中位数;‎ ‎(2)现要从中选派一人参加操作技能比赛,从统计学的角度考虑,你认为选派哪名工人参加合适?请说明理由.‎ 解:(1)甲=(95+82+88+81+93+79+84+78)=85,‎ 乙=(83+92+80+95+90+80+85+75)=85.‎ 这两组数据的平均数都是85.这两组数据的中位数分别为83,84.‎ ‎(2)派甲参赛比较合适.理由如下:‎ 由(1)知甲=乙,‎ s=[(95-85)2+(82-85)2+(88-85)2+(81-85)2+(93-85)2+(79-85)2+(84-85)2+(78-85)2]=35.5,‎ s=[(83-85)2+(92-85)2+(80-85)2+(95-85)2+(90-85)2+(80-85)2+(85-85)2+(75-85)2]=41,‎ ‎∵甲=乙,s<s,‎ ‎∴甲的成绩较稳定,派甲参赛比较合适.‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ ‎5.运用用样本估计总体的思想解决实际问题 统计学的基本思想是用样本估计总体,它主要研究两个基本问题:一是如何从总体中抽取样本,二是如何通过对所抽取的样本进行计算和分析,从而对总体的相应情况作出推断.‎ 用样本估计总体是统计的基本思想,正像用样本的平均数估计总体的平均数一样,考察总体方差时,如果所要考察的总体包含很多个体,或考察本身带有破坏性,实际中常常用样本的方差来估计总体的方差.‎ 方差是反映已知数据的波动大小的一个量.在日常生活中,有时只用平均数、中位数和众数难以准确地分析一组数据时,就要用方差来评判.但是并不是方差越小越好,要根据问题的实际情况灵活运用数据分析问题,作出正确的判断.‎ 注:在解决问题或决策时,应运用统计思想,搞清楚特殊和一般的关系,具体问题具体对待.全方位、多角度地分析与评判是关键.‎ ‎【例5】 某运动队欲从甲、乙两名优秀选手中选一名参加全省射击比赛,该运动队预先对这两名选手进行了8次测试,测得的成绩如下表:‎ 次数 选手甲的成绩(环)‎ 选手乙的成绩(环)‎ ‎1‎ ‎9.6‎ ‎9.5‎ ‎2‎ ‎9.7‎ ‎9.9‎ ‎3‎ ‎10.5‎ ‎10.3‎ ‎4‎ ‎10.0‎ ‎9.7‎ ‎5‎ ‎9.7‎ ‎10.5‎ ‎6‎ ‎9.9‎ ‎10.3‎ ‎7‎ ‎10.0‎ ‎10.0‎ ‎8‎ ‎10.6‎ ‎9.8‎ 根据统计的测试成绩,请你运用所学过的统计知识作出判断,派哪一位选手参加比赛更好?为什么?‎ 解:甲=(9.6+9.7+…+10.6)=10.0,乙=(9.5+9.9+…+9.8)=10.0.s=0.12,s=0.102 5.‎ 结果甲、乙两选手的平均成绩相同,s>s.乙的方差小,波动就小,似乎应该选乙选手参加比赛.但是就这个问题而言,我们不能仅看平均成绩和方差就妄下结论.在这里平均成绩和方差不是最重要的,重要的是看他们的发展潜力或比赛时的竞技状态.从甲、乙两选手的最后四次成绩看,甲的状态正逐步回升,成绩越来越好,而乙明显不如甲的状态好.所以从这个角度看,应选甲选手参加比赛更好.‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎

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