分组数据的离散量度 · 中五
分组数据的离散量度:试卷二作答指南
分组数据的离散量度 如何出现在 数学试卷二(主观题) 中,以及如何铺陈步骤以拿到每一分方法分。
如何考查
试卷二给一张频数表,求平均值与标准差;或给数据画累积频率曲线,再从中读出中位数与四分位距。精心构建的表格与平滑、准确的曲线,就是分数所在。
写出你的步骤
数学试卷二(主观题) 占 100 分,分数是给步骤的,不只是给答案。清楚写出每一行:写出公式或法则、代入数字,再化简。
若题目带单位,一路带到最后一行。
第二卷范例:由表格求平均数与标准差
下表列出 30 名学生的身高(单位:cm)。组别 150 ≤ h < 160 有 4 人,160 ≤ h < 170 有 9 人,170 ≤ h < 180 有 12 人,180 ≤ h < 190 有 5 人。
试求 (a) 平均身高,及 (b) 身高的标准差。
- 写出法则并列出组中点:分组数据使用组中点 x = (下限 + 上限) ÷ 2,得 x = 155、165、175、185。
- 建立 fx 栏:fx = 4(155)、9(165)、12(175)、5(185) = 620、1485、2100、925;故 Σf = 30,Σfx = 5130。
- (a) 平均数:x̄ = Σfx ÷ Σf = 5130 ÷ 30 = 171 cm。
- 建立 fx² 栏:fx² = 4(155²)、9(165²)、12(175²)、5(185²) = 96100、245025、367500、171125;故 Σfx² = 879750。
- 写出方差公式并代入:σ² = Σfx² ÷ Σf − x̄² = 879750 ÷ 30 − 171² = 29325 − 29241 = 84。
- (b) 标准差:σ = √84 = 9.17 cm(3 位有效数字)。
同一张表,中位数与四分位数题
如果同一组数据改为要求用累积频率曲线(或用内插法)求中位数和四分位距,那么累积频率 4、13、25、30 就是运算的关键。
- 中位数位置 n/2 = 30/2 = 15,落在组别 170–180(累积频率在此越过 15):中位数 = 170 + [(15 − 13)/12] × 10 = 171.7 cm。
- 下四分位数位置 n/4 = 7.5,落在组别 160–170:Q1 = 160 + [(7.5 − 4)/9] × 10 = 163.9 cm。
- 上四分位数位置 3n/4 = 22.5,落在组别 170–180:Q3 = 170 + [(22.5 − 13)/12] × 10 = 177.9 cm。
- 四分位距 = Q3 − Q1 = 177.9 − 163.9 = 14.0 cm。
资料来源:SPM: Format Pentaksiran mulai 2021, Matematik (1449)
常见问题
标准差该给几位小数或几位有效数字?
按题目的指示,通常是『准确到 2 位小数』或『3 位有效数字』。若没有说明,就给 3 或 4 位有效数字并保持一致。
只在最后一步取舍;√84 取 3 位有效数字为 9.17。切勿先把平均数或各项总和取整,否则会累积误差。
如果我跳过 fx² 栏,直接写最后答案,会扣分吗?
会。第二卷为运算过程给方法分,所以答案正确但没有 fx 或 fx² 栏、也没有写公式那一行,通常只能拿到最后的答案分。
一旦某个数字错了,就几乎全军覆没。把表格和代入后的公式都写出来,才能守住大部分分数。
如果各组的组距不相等,这套求平均数的方法还行得通吗?
对平均数和标准差而言,行得通。你仍旧取每一组自己的组中点,乘上频率,再把 fx 和 fx² 两栏加总;组距不等并不影响这一点。
组距不等只在画直方图时才要紧,那时长条的高度要用频率密度,而不是原始频率。