中位数平均数众数方差ppt课件.ppt

2 2 2用样本的数字特征估计总体的数字特征 1 1 频率分布直方图在频率分布直方图中 纵轴表示 数据落在各小组内的频率用表示 所有长方形面积之和 提示 注意频率分布条形图和频率分布直方图是两个不同的概念 虽然它们的横轴表示的内容是相同的 但是频率分布条形图的纵轴 矩形的高 表示频率 频率分布直方图的纵轴 矩形的高 表示频率与组距的比值 其相应组距上的频率等于该组距上的矩形的面积 频率与组距的比值 小长方形的面积 等于1 2 2 频率分布折线图和总体密度曲线 1 频率分布折线图 连接频率分布直方图中各小长方形上端的 就得频率分布折线图 2 总体密度曲线 随着样本容量的增加 作图时所有的组数增加 减小 相应的频率分布折线图会越来越接近于一条光滑曲线 即总体密度曲线 中点 组距 3 茎叶图当样本数据较少时 茎叶图表示数据的效果较好 一是从统计图上没有丢失 二是方便记录与表示 但当样本数据较多或数据位数较多时 茎叶图就不太方便了 原始 数据 3 4 众数 中位数 平均数 1 在一组数据中 出现次数的数据叫做这组数据的众数 2 将一组数据按大小依次排列 把处在位置的一个数据 或中间两个数据的平均数 叫做这组数据的中位数 3 如果有n个数x1 x2 xn 那么叫做这n个数的平均数 较多 中间 5 标准差和方差 1 标准差是样本数据到平均数的一种 2 s 3 方差 xn是样本数据 n是样本容量 是样本平均数 平均距离 4 思考 总体平均数与总体方差分别反映了总体的什么特征 有哪些区别 答案 总体平均数即总体期望值 是反映总体平均水平的一个值 而总体方差是反映总体的波动情况的一个量 二者反映的角度不同 不可相互比较 但有些问题在总体期望值差距不大时 可考虑用总体方差进一步区分 5 1 2009 福建卷 一个容量为100的样本 其数据的分组与各组的频数如下 则样本数据落在 10 40 上的频率为 A 0 13B 0 39C 0 52D 0 64解析 由列表可知样本数据落在 10 40 上的频数为52 故其频率为0 52 答案 C 6 2 右图是根据 山东统计年鉴2007 中的资料作成的1997年至2006年我省城镇居民百户家庭人口数的茎叶图 图中左边的数字从左到右分别表示城镇居民百户家庭人口数的百位数字和十位数字 右边的数字表示城镇居民百户家庭人口数的个位数字 从图中可以得到1997年至2006年我省城镇居民百户家庭人口数的平均数为 A 304 6B 303 6C 302 6D 301 6解析 303 6 答案 B 7 3 从某项综合能力测试中抽取100人的成绩 统计如表 则这100人成绩的标准差为 A B C 3D 解析 由标准差公式计算可得 答案 B 8 4 2009 湖北卷 如图是样本容量为200的频率分布直方图 根据样本的频率分布直方图估计 样本数据落在 6 10 内的频数为 数据落在 2 10 内的概率约为 解析 200 0 08 4 64 0 02 0 08 4 0 4 答案 640 4 9 5 甲 乙两台机床同时加工直径为10mm的零件 为了检验产品的质量 从产品中各随机抽取6件进行测量 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这种零件更符合要求 10 思维点拨 已知一组数据x1 x2 xn 其平均数为 方差为标准差为解 1 99 100 2 100 100 2 98 100 2 100 100 2 100 100 2 103 100 2 11 99 100 2 100 100 2 102 100 2 99 100 2 100 100 2 100 100 2 1 2 因为 说明甲机床加工零件波动比较大 因此乙机床加工零件更符合要求 12 1 平均数与方差都是重要的数字特征 是对总体的一种简明的描述 它们所反映的情况有着重要的实际意义 平均数 中位数 众数描述其集中趋势 方差和标准差描述波动大小 附注 13 2 平均数 方差的公式推广 1 若数据x1 x2 xn的平均数为 那么mx1 a mx2 a mx3 a mxn a的平均数是m a 2 数据x1 x2 xn的方差为s2 s2 数据x1 a x2 a xn a的方差也为s2 数据ax1 ax2 axn的方差为a2s2 14 二 众数 中位数 平均数与频率分布直方图的关系 1 众数在样本数据的频率分布直方图中 就是最高矩形的中点的横坐标 例如 在上一节调查的100位居民的月均用水量的问题中 从这些样本数据的频率分布直方图可以看出 月均用水量的众数是2 25t 如图所示 15 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 O0 511 522 533 544 5月平均用水量 t 16 2 在样本中 有50 的个体小于或等于中位数 也有50 的个体大于或等于中位数 因此 在频率分布直方图中 中位数左边和右边的直方图的面积应该相等 由此可以估计中位数的值 下图中虚线代表居民月均用水量的中位数的估计值 此数据值为2 02t 17 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 O0 511 522 533 544 5月平均用水量 t 18 说明 2 02这个中位数的估计值 与样本的中位数值2 0不一样 这是因为样本数据的频率分布直方图 只是直观地表明分布的形状 但是从直方图本身得不出原始的数据内容 所以由频率分布直方图得到的中位数估计值往往与样本的实际中位数值不一致 19 3 平均数是频率分布直方图的 重心 是直方图的平衡点 n个样本数据的平均数由公式 X 值为 在频率分布直方图中每个小矩形度面积乘以小矩形的底边中点的横坐标之和 20 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 O0 511 522 533 544 5月平均用水量 t 21 三三种数字特征的优缺点 1 众数体现了样本数据的最大集中点 但它对其它数据信息的忽视使得无法客观地反映总体特征 如上例中众数是2 25t 它告诉我们 月均用水量为2 25t的居民数比月均用水量为其它数值的居民数多 但它并没有告诉我们多多少 22 2 中位数是样本数据所占频率的等分线 它不受少数几个极端值的影响 这在某些情况下是优点 但它对极端值的不敏感有时也会成为缺点 如上例中假设有某一用户月均用水量为10t 那么它所占频率为0 01 几乎不影响中位数 但显然这一极端值是不能忽视的 23 3 由于平均数与每一个样本的数据有关 所以任何一个样本数据的改变都会引起平均数的改变 这是众数 中位数都不具有的性质 也正因如此 与众数 中位数比较起来 平均数可以反映出更多的关于样本数据全体的信息 但平均数受数据中的极端值的影响较大 使平均数在估计时可靠性降低 24 在频率分布直方图中 中位数 众数与平均数如何确定 提示 在频率分布直方图中 中位数左边和右边的直方图的面积相等 由此可以估计中位数的值 而平均数的估计值等于频率分布直方图中每个小矩形的面积乘以小矩形底边中点的横坐标之和 众数是最高的矩形的中点的横坐标 25 1 2009年上海高考 在发生某公共卫生事件期间 有专业机构认为该事件在一段时间内没有发生大规模群体感染的标志为 连续10天 每天新增疑似病例不超过7人 根据过去10天甲 乙 丙 丁四地新增疑似病例数据 一定符合该标志的是 A 甲地 总体均值为3 中位数为4B 乙地 总体均值为1 总体方差大于0C 丙地 中位数为2 众数为3D 丁地 总体均值为2 总体方差为3 26 解析 由于甲地总体均值为3 中位数为4 即中间两个数 第5 6天 人数的平均数为4 因此后面的人数可以大于7 故甲地不符合 乙地中总体均值为1 因此这10天的感染人数总和为10 又由于方差大于0 故这10天中不可能每天都是1 可以有一天大于7 故乙地不符合 丙地中中位数为2 众数为3 3出现的最多 并且可以出现8 故丙地不符合 故丁地符合 答案 D 27 2 2009 安徽高考 某良种培育基地正在培育一种小麦新品种A 将其与原有的一个优良品种B进行对照试验 两种小麦各种植了25亩 所得亩产数据 单位 千克 如下 品种A 357 359 367 368 375 388 392 399 400 405 412 414 415 421 423 423 427 430 430 434 443 445 445 451 454品种B 363 371 374 383 385 386 391 392 394 394 395 397 397 400 401 401 403 406 407 410 412 415 416 422 430 1 完成数据的茎叶图 2 用茎叶图处理现有的数据 有什么优点 3 通过观察茎叶图 对品种A与B的亩产量及其稳定性进行比较 写出统计结论 28 解 1 29 2 由于每个品种的数据都只有25个 样本不大 画茎叶图很方便 此时茎叶图不仅清晰明了地展示了数据的分布情况 便于比较 没有任何信息损失 而且还可以随时记录新的数据 3 通过观察茎叶图可以看出 品种A的亩产平均数 或均值 比品种B高 品种A的亩产标准差 或方差 比品种B大 故品种A的亩产稳定性较差 30 3 从甲 乙两品种的棉花中各抽测了25根棉花的纤维长度 单位 mm 结果如下 甲品种 271273280285285287292294295301303303307308310314319323325325328331334337352乙品种 284292295304306307312313315315316318318320322322324327329331333336337343356 09海南宁夏 31 由以上数据设计了如下茎叶图 根据茎叶图 对甲 乙两品种棉花的纤维长度作比较 写出两个统计结论 32 解 可从以下几个结论中任意写出两个 乙品种棉花的纤维平均长度大于甲品种棉花的纤维平均长度 或 乙品种棉花的纤维长度普遍大于甲品种棉花的纤维长度 甲品种棉花的纤维长度较乙品种棉花的纤维长度更分散 或 乙品种棉花的纤维长度较甲品种棉花的纤维长度更集中 稳定 甲品种棉花的纤维长度的分散程度比乙品种棉花的纤维长度的分散程度更大 甲品种棉花的纤维长度的中位数为307mm 乙品种棉花的纤维长度的中位数为318mm 乙品种棉花的纤维长度基本上是对称的 而且