“數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì)和離散程度”這一章中,我們學(xué)習(xí)了平均數(shù)、眾數(shù)、中位數(shù)、極差、方差等概念,并利用它們來(lái)分析數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì)和離散程度. 其中平均數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)都能刻畫(huà)數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì),極差和方差都能描述一組數(shù)據(jù)的離散程度. 但在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí),根據(jù)決策的目的和實(shí)際意義,我們需要選擇不同的統(tǒng)計(jì)量作為決策的依據(jù),那么如何根據(jù)實(shí)際需要來(lái)恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇呢?
平均數(shù)的概率:平均數(shù)反映了一組數(shù)據(jù)中各數(shù)據(jù)的平均大小,是一組數(shù)據(jù)的常用指標(biāo). 平均數(shù)是通過(guò)計(jì)算得到的,相對(duì)而言得到的數(shù)據(jù)較精確,所以大多數(shù)問(wèn)題中,我們首先參考的統(tǒng)計(jì)量是平均數(shù). 但是正因?yàn)樗鼤?huì)隨每一個(gè)數(shù)據(jù)的變化而變化,所以容易受數(shù)據(jù)中極端數(shù)值的影響. 例如:在某項(xiàng)比賽中10個(gè)評(píng)委打分,其中9個(gè)評(píng)委的分?jǐn)?shù)都差不多,但有一個(gè)評(píng)委分?jǐn)?shù)特別低,計(jì)算出的平均數(shù)就會(huì)“失真”,這時(shí)的平均數(shù)就不能很好地反映平均實(shí)際水平,所以用這10個(gè)數(shù)據(jù)判分時(shí),總要去掉一個(gè)最高分和一個(gè)最低分,再用其余的8個(gè)數(shù)據(jù)的平均值作為最后得分,現(xiàn)在這已是人們的常識(shí)了.
中位數(shù)的概念:是一組數(shù)據(jù)中最中間位置的數(shù)(奇數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)時(shí))或最中間的兩個(gè)數(shù)的平均數(shù)(偶數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)),所以中位數(shù)可以反映一組數(shù)據(jù)的中間位置水平.中位數(shù)是通過(guò)排序得到的,在一組數(shù)據(jù)的數(shù)值排序中處中間的位置,它不受最大、最小兩個(gè)極端數(shù)值的影響. 因此當(dāng)一組數(shù)據(jù)中的個(gè)別數(shù)據(jù)變動(dòng)較大時(shí),我們常用中位數(shù)來(lái)描述這組數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì).
【典型例題】(2013·深圳)某校有21名同學(xué)參加比賽,預(yù)賽成績(jī)各不相同,要取前11名參加決賽,小穎已經(jīng)知道了自己的成績(jī),她想知道自己能否進(jìn)入決賽,只需再知道這21名同學(xué)成績(jī)的( ).
A. 最高分 B. 中位數(shù)
C. 極差 D. 平均數(shù)
【解析】21個(gè)數(shù)據(jù)從小到大排列,小穎想知道自己能否進(jìn)入決賽,只要知道她的預(yù)賽成績(jī)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位同學(xué)的成績(jī)正好是這組數(shù)據(jù)的中位數(shù). 故她只要知道這21名同學(xué)成績(jī)的中位數(shù)即可.
眾數(shù)的概念:一組數(shù)據(jù)中出現(xiàn)次數(shù)最多的那個(gè)數(shù)據(jù),叫做這組數(shù)據(jù)的眾數(shù). 眾數(shù)的特點(diǎn):①眾數(shù)在一組數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的次數(shù)最多;②眾數(shù)反映了一組數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì),眾數(shù)出現(xiàn)的次數(shù)越多,它就越能代表這組數(shù)據(jù)的整體狀況,并且通過(guò)它能比較直觀地了解到一組數(shù)據(jù)的大致情況. 日常生活中諸如“最佳”、“最受歡迎”、“最滿意”等,都與眾數(shù)有關(guān)系,它反映了一種最普遍的傾向. 如果一組數(shù)據(jù)的眾數(shù)出現(xiàn)的次數(shù)不具明顯優(yōu)勢(shì),用它來(lái)反映一組數(shù)據(jù)的典型水平就不大可靠了.
【典型例題】為籌備班級(jí)元旦聯(lián)歡晚會(huì),班長(zhǎng)對(duì)全班同學(xué)愛(ài)吃什么水果作了民意調(diào)查,再?zèng)Q定買哪種水果. 下面的調(diào)查數(shù)據(jù)中,他最應(yīng)該關(guān)注的是( ).
A. 平均數(shù) B. 眾數(shù)
C. 中位數(shù) D. 加權(quán)平均數(shù)
【解析】決定買哪種水果,用生活中的經(jīng)驗(yàn)“少數(shù)服從多數(shù)”,而這里的“多數(shù)”實(shí)際上就是眾數(shù)的概念,所以在這個(gè)問(wèn)題中,決策的依據(jù)是眾數(shù).
極差的概念:極差是一組數(shù)據(jù)的最大值與最小值的差,它計(jì)算方便,只對(duì)極端值敏感,只是粗略反映了這組數(shù)據(jù)的變化范圍,在一定程度上描述了這組數(shù)據(jù)的離散程度. 所以在決策中極差的作用并不是很大.
方差的概念:方差是指各數(shù)據(jù)與平均數(shù)的差的平方的平均數(shù),表示一組數(shù)據(jù)的波動(dòng)性的大小的指標(biāo),因此方差可以判斷一組數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性. 方差越大,數(shù)據(jù)越不穩(wěn)定;方差越小,數(shù)據(jù)越穩(wěn)定. 所以要比較穩(wěn)定性,一般會(huì)借助方差.
【典型例題】(2013·重慶)某特警隊(duì)為了選拔“神槍手”,舉行了1 000米射擊比賽,最后由甲、乙兩名戰(zhàn)士進(jìn)入決賽,兩人各射靶10次,經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算,甲、乙兩名戰(zhàn)士的總成績(jī)都是99.68環(huán),甲的方差是0.28,乙的方差是0.21. 則下列說(shuō)法中,正確的是( ).
A. 甲的成績(jī)比乙的成績(jī)穩(wěn)定
B. 乙的成績(jī)比甲的成績(jī)穩(wěn)定
C. 甲、乙兩人成績(jī)的穩(wěn)定性相同
D. 無(wú)法確定誰(shuí)的成績(jī)更穩(wěn)定
【解析】根據(jù)方差的意義,方差越小波動(dòng)越小,越接近平均數(shù),成績(jī)就越穩(wěn)定. 因?yàn)榧椎姆讲?.28>乙的方差0.21,所以乙的成績(jī)比甲的成績(jī)穩(wěn)定. 考察幾組數(shù)據(jù)的穩(wěn)定程度其實(shí)質(zhì)就是比較它們的方差,平均數(shù)相同或相差不大時(shí),方差越小,這組數(shù)據(jù)就越穩(wěn)定.
實(shí)際上我們?cè)谝粋€(gè)問(wèn)題中,并不是只考慮一個(gè)統(tǒng)計(jì)量,往往同時(shí)計(jì)算并分析幾個(gè)統(tǒng)計(jì)量,除了上面提到的五個(gè)基本統(tǒng)計(jì)量以外,有時(shí)還會(huì)考慮優(yōu)秀率、合格率等概念,甚至從不同的統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行分析,會(huì)得到不同的結(jié)論.
【典型例題】(2013·江蘇揚(yáng)州)為聲援揚(yáng)州“運(yùn)河申遺”,某校舉辦了一次運(yùn)河知識(shí)競(jìng)賽,滿分10分,學(xué)生得分均為整數(shù),成績(jī)達(dá)到6分以上(包括6分)為合格,達(dá)到9分以上(包括9分)為優(yōu)秀. 這次競(jìng)賽中甲、乙兩組學(xué)生成績(jī)分布的條形統(tǒng)計(jì)圖如圖所示.
(1) 補(bǔ)充完成下面的成績(jī)統(tǒng)計(jì)分析表:
(2) 小明同學(xué)說(shuō):“這次競(jìng)賽我得了7分,在我們小組中排名屬中游偏上!”觀察上表可知,小明是______組的學(xué)生. (填“甲”或“乙”)
(3) 甲組同學(xué)說(shuō)他們組的合格率、優(yōu)秀率均高于乙組,所以他們組的成績(jī)好于乙組. 但乙組同學(xué)不同意甲組同學(xué)的說(shuō)法,認(rèn)為他們組的成績(jī)要好于甲組,請(qǐng)你給出兩條支持乙組同學(xué)觀點(diǎn)的理由.
【解析】(1) 將甲組成績(jī)按照從小到大的順序排列,找出第5、6個(gè)成績(jī),求出平均數(shù)即為甲組的中位數(shù);找出乙組成績(jī),求出乙組的平均分,填表即可;
(2) 觀察表格,成績(jī)?yōu)?分處于中游略偏上,應(yīng)為甲組的學(xué)生;
(3) 乙組的平均分高于甲組,中位數(shù)高于甲組,方差小于甲組,所以乙組成績(jī)好于甲組.
【答案】(1) 乙平均分:8.1;甲中位數(shù):6;(2) 甲;(3) ①乙組同學(xué)平均分高于甲組;②乙組同學(xué)的方差小,比甲組穩(wěn)定,而且集中在中上游,所以支持乙組同學(xué)的觀點(diǎn).
總之,平均數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)、極差、方差是從不同的角度描述數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)量,可謂“橫看成嶺側(cè)成峰,遠(yuǎn)近高低各不同”. 在利用統(tǒng)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行決策時(shí),首先要弄清不同統(tǒng)計(jì)量之間的聯(lián)系和區(qū)別,要弄清不同統(tǒng)計(jì)量的內(nèi)涵,然后結(jié)合問(wèn)題的背景、進(jìn)行決策的目的和意義,選擇恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)量對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,最后作出正確的決策. (作者單位:江蘇省無(wú)錫市江南中學(xué))