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第六章 数据的分析
6.4 数据的离散程度
1.经历用方差刻画数据离散程度的过程,发展数据分析观念;
2.了解刻画数据离散程度的三个量---极差、方差和标准差,能借助计算器求出相应的数值,并在具体问题情境中加以应用.
学习目标
为了提高农副产品的国际竞争力,一些行业协会对农副产品的规格进行了划分.
某外贸公司要出口一批规格为75g的鸡腿,现有2个厂家提供货源,它们的价格相同,鸡腿的品质也相近.
问题探索
质检员分别从甲、乙两厂的产品中抽样调查了20只鸡腿,它们的质量(单位:g)如下:
甲厂:75 74 74 76 73 76 75 77 77 74
74 75 75 76 73 76 73 78 77 72
乙厂:75 78 72 77 74 75 73 79 72 75
80 71 76 77 73 78 71 76 73 75
(1)你能从图中估计出甲、乙两厂被抽取的鸡腿的平均质量吗?
预估甲、乙两厂平均质量分别为75g、75g.
把这些数据表示成如图所示.
(2)从甲、乙两厂抽取的鸡腿的平均质量分别是多少?在图中画出纵坐标等于平均质量的直线.
把这些数据表示成如图所示.
平均质量(甲)=(75+74+74+76+73+76+75+77+77+74+
74+75+75+76+73+76+73+78+77+72)÷20=75(g);
平均质量(乙)=(75+78+72+77+74+75+73+79+72+75+
80+71+76+77+73+78+71+76+73+75)÷20=75(g).
(3)从甲厂抽取的这20只鸡腿质量的最大值是多少?最小值又是多少?它们相差几克?乙厂呢?
甲厂:最大值78g,最小值72g,相差6g;
乙厂:最大值80g,最小值71g,相差9g.
把这些数据表示成如图所示.
(4)如果只考虑鸡腿的规格,你认为外贸公司应购买哪个厂家的鸡腿?
平均质量只能反映总体的集中趋势,并不能反映个体的变化情况.从图中看,甲厂的产品更符合要求.
把这些数据表示成如图所示.
实际生活中,除了关心数据的集中趋势外,人们往往还关注数据的离散程度,即它们相对于集中趋势的偏离情况.
一组数据中最大数据与最小数据的差(称为极差),就是刻画数据离散程度的一个统计量.
思考总结
极差=最大数-最小数
做一做
如果丙厂也参与了竞争,从该厂抽样调查了20只鸡腿,数据如图所示:
(1)丙厂这20只鸡腿质量的平均数和极差分别是多少?
平均数=(72×3+73×2+74×4+75×2+76×3+77×3
+78×2+79×1)÷20=75.1(g)
极差=79-72=7(g)
(2)如何刻画丙厂这20只鸡腿质量与其平均数的差距?
分别求出甲、丙两厂的20只鸡腿质量与其平均数的差距.
甲厂:(75-75)+(74-75)+(74-75)+(76-75)+(73-75)+(76-75)+(75-75)+(77-75)+(77-75)+(74-75)+(74-75)+(75-75)+(75-75)+(76-75)+(73-75)+(76-75)+(73-75)+(78-75)+(77-75)+(72-75)=0
丙厂:(79-75.1)+(78-75.1)+(78-75.1)+(77-75.1)+(77-75.1)+(77-75.1)+(76-75.1)+(76-75.1)+(76-75.1)+(75-75.1)+(75-75.1)+(74-75.1)+(74-75.1)+(74-75.1)+(74-75.1)+(73-75.1)+(73-75.1)+(72-75.1)+(72-75.1)+(72-75.1)=0
在甲、丙两厂中你认为哪个厂的鸡腿质量更符合要求?为什么?
数学上,数据的离散程度还可以用方差或标准差刻画.
引入新知
方差是各个数据与平均数差的平方的平均数,即
其中,x是x1,x2,……,xn的平均数,s2是方差,而标准差就是方差的算术平方根.
一般而言,一组数据的极差、方差或标准差越小,这组数据就越稳定.
使用计算器可以很方便地计算一组数据的标准差,其大体步骤是:
进入统计计算状态,输入数据,按键得出标准差.
以图中所示的计算器为例,
依次按键 即可进入统计计算状态,
然后按键 就可开始输入数据.
例题思考
例1 (1)分别计算出从甲、丙两厂抽取的20只鸡腿质量的方差?
(2)根据计算的结果,你认为哪家的产品更符合规格?
解:(1)甲厂:[( 75-75)2+…(72-75)2]÷20=2.5;
丙厂:[(75-75.1)2+…(79-75.1)2]÷20=4.39.
(2)根据计算结果,甲厂的方差小,表示甲厂鸡腿质量更稳定,产品更符合规格.
课堂小结
方差是各个数据与平均数差的______________,即
其中,x是x1,x2,……,xn的平均数,s2是方差,而标准差就是方差的算术平方根.
一般而言,一组数据的极差、方差或标准差越小,这组数据就越_______.
平方的平均数
稳定
课堂练习
1.人数相同的八年级(1)、(2)两班学生在同一次数学单元测试中,班级平均分和方差如下:x甲=x乙=80,
s2甲=24,s2乙=18,则成绩较为稳定的班级是( )
A.甲班 B.乙班
C.两班成绩一样稳定 D.无法确定
B
2.在一次女子排球比赛中,甲、乙两队参赛选手的年龄(单位:岁)如下:
甲队:26,25,28,28,24,28,26,28,27,29;
乙队:28,27,25,28,27,26,28,27,27,26.
(1)两队参赛选手的平均年龄分别是多少?
(1)x甲=(26+25+28+28+24+28+26+28+27+29)÷10=26.9(岁),
x乙=(28+27+25+28+27+26+28+27+27+26)÷10=26.9(岁).
解:
(2)s2甲=[(26-26.9)2+(25-26.9)2+…+(29-26.9)2]÷10=2.29,
s2乙=[(28-26.9)2+(27-26.9)2+…+(26-26.9)2]÷10=0.89,
所以s甲≈1.51,
s乙≈0.94,
因为s甲>s乙,
所以甲队参赛选手年龄波动比乙队大.
2.在一次女子排球比赛中,甲、乙两队参赛选手的年龄(单位:岁)如下:
甲队:26,25,28,28,24,28,26,28,27,29;
乙队:28,27,25,28,27,26,28,27,27,26.
(2)利用标准差比较说明两队参赛选手年龄波动的情况.
解:
谢谢