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SPM 数学:理解统计与离散量度

统计在中四和中五都出现,在试卷二占实打实的分。关键是解读分散,而不只是计算它。

中心与分散一起看

平均值、中位数与众数描述数据位于何处;全距、四分位距与标准差描述它有多分散。SPM 常给两组平均值相同的数据,问哪组更稳定,答案总是关于分散,而满分需要用文字解读。

分组数据与累积频率曲线

在中五,数据是分组的,累积频数画成累积频率曲线,用内插读出中位数与四分位数。准确画线、仔细读取,就是得分与失分之处。

常数变化如何影响平均数与标准差

SPM有一种反复出现、且不太费力的题型,询问当数据集中的每一个数值都以相同方式改变时,每个数值都加上一个固定的量,或每个数值都乘以一个固定的量,平均数和标准差会发生什么变化。这两种改变的效果截然不同,牢记这个区别能让你省去从头重新计算的麻烦。

给每个数值都加上同一个常数,会使平均数移动同样的常数,但标准差完全不变,因为每个数值都移动了相同的量,彼此之间的离散程度和原来完全一样。把每个数值都乘以同一个常数,则会让平均数和标准差都按这个常数等比例缩放,因为离散程度本身也会随着数值一起被拉伸或压缩。

典型题目会给出原始的平均数和标准差,描述对数据施加的变化,然后直接要求新的数值,不需要完整重新计算,只要把这两条规则分清楚,不要把乘法的规则误用在加法的情形上,而这正是这部分最常见的失误。

分组数据的错误究竟出在哪里

分组数据的计算遵循固定且可重复的流程,正因如此,开头的小失误会不知不觉地拖垮后面所有的计算。两个最常见的错误是:求组距时用了组界而不是组限,以及在题目单独询问组中点时读错了组中点栏的数值。

由于分组数据的平均数、方差和标准差全都建立在组中点与频数表之上,表格前面一个错误的组中点会把后面所有答案一并带偏,即使整个方法本身完全正确。解决办法是养成习惯,而不是抄捷径:在进行任何进一步计算之前,完整写出组中点和累积频数栏,并对照原始组界逐一核对。

这大概只需要三十秒,却比事后重做整张表格划算得多。

读懂累积次数图,不止于中位数

大多数学生知道累积次数图(ogive)在累积频数一半的位置能读出中位数,但第二卷经常要求的不止这一个数值,四分位距、某一点以上或以下的数据个数,或落在指定区间内的数据百分比。这些都用同样的方法读取:在纵轴上找到相关的累积频数值,横向追踪到曲线,再往下读出横轴上对应的数据值;若题目给出数据值而要求累积频数,则反过来操作。

四分位距特别需要两次独立的读数,上四分位数的位置和下四分位数的位置,最后再相减,而在正确求出两个数值之后忘记相减,是一种在原本答得不错的题目上,意外丢掉最后一分的常见情况。

资料来源:DSKP KSSM Mathematics Form 4 and 5 (Versi English)

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常见问题

我需要背诵分组数据标准差的公式吗?

未分组和分组数据的方差与标准差主要公式,SPM公式表上都有提供,所以你不需要从零开始背诵。你真正需要的是熟练判断哪个数值(频数、组中点、Σfx、Σfx²)该代入公式的哪个位置,因为即使公式记得正确,代入了错误的数值,结果依然是错的。

累积次数图和次数多边形到底有什么区别?

次数多边形是以每组的组中点对频数作图,显示数据在整个范围内的分布情况,哪里比较集中。累积次数图则是以组的上组界对累积频数作图,专门用来读取中位数、四分位数等位置性统计量。

两者使用不同的纵轴,回答的问题类型也不同,所以做任何图像题的第一步,都是先弄清楚题目到底要求哪一种图。

为什么统计在中四和中五都占有分量?

中四的统计建立核心技能,未分组与分组数据的平均数、中位数、众数,以及离散程度的量度。中五则把这些技能延伸到更综合的第二卷题目中,结合解释与比较。

由于后面的学习默认前面的计算已经练得纯熟,中四留下的漏洞往往不会自行消失,而是在中五以更慢、更没把握的答题方式重新浮现。

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