未分组数据的离散量度 · 8.2.5
比较数据组的离散程度
学生须选择适当的离散量数,全距、四分位距、方差或标准差,来比较两组或以上的未分组数据,然后结合情境解读所得数值,从而作出结论,例如判断哪一组数据较为分散,或哪一组数据较为稳定一致。
官方学习标准 (8.2.5)
“根据适当的离散量数,比较并解读两组或以上的未分组数据,从而作出结论。”
它的含义
学生须选择适当的离散量数,全距、四分位距、方差或标准差,来比较两组或以上的未分组数据,然后结合情境解读所得数值,从而作出结论,例如判断哪一组数据较为分散,或哪一组数据较为稳定一致。
如何考查
第二卷题目通常给出两组数据,其平均数或中位数往往相同或已注明,要求学生计算各组的一个离散量数、比较其数值,并作出哪一组较稳定或较分散的结论,该结论须清楚结合题目所给的情境。
例题
甲选手5场比赛的时间(秒)为40、42、41、43、39;乙选手的时间为35、45、38、48、39。两人平均时间相同。
请以标准差比较两人成绩的稳定性。
- 甲的平均数 = (40+42+41+43+39) ÷ 5 = 205 ÷ 5 = 41秒。乙的平均数 = (35+45+38+48+39) ÷ 5 = 205 ÷ 5 = 41秒(与题目所述相同)。
- 甲与平均数的偏差:−1、1、0、2、−2。偏差平方:1、1、0、4、4,总和为10。
- 甲的方差 = 10 ÷ 5 = 2,故甲的标准差 = √2 ≈ 1.41秒。
- 乙与平均数的偏差:−6、4、−3、7、−2。偏差平方:36、16、9、49、4,总和为114。
- 乙的方差 = 114 ÷ 5 = 22.8,故乙的标准差 = √22.8 ≈ 4.77秒。
资料来源:DSKP KSSM Mathematics Form 4 and 5 (Versi English)
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常见问题
比较两组数据时应使用哪一个量数,全距、四分位距,还是标准差?
若给出完整原始数据,通常使用标准差或方差,因为它利用了每一个数值。若存在离群值或只知道四分位数,则使用四分位距。
全距只是较粗略、较不可靠的离散量数。
若两组数据的平均数不同,还能直接比较标准差吗?
可以,标准差只衡量数据的分散程度,并非平均水平,因此仍可直接比较。只需注意结论应描述数据的稳定程度,不要与哪一组平均数较高混淆。
为什么全距较小的数据组,标准差反而可能较大?
全距只取决于两个极端值,而标准差则考虑每个数值与平均数的距离。一组数据的全距虽小,但若许多数值在平均数周围分布不均,其标准差仍可能相对较大。