分组数据的离散量度 · 中五

四分位距(IQR)度量什么?

四分位距是 Q3 − Q1:它度量中间 50% 数据的分散程度,忽略最高和最低的数值。

中间一半的分散程度

下四分位数 Q1 是有序数据里位于四分之一处的值,上四分位数 Q3 位于四分之三处。四分位距就是两者之间的差 Q3 − Q1,因此它刻画的是中间那一半数据分散得有多开。

IQR 小表示中间的数值紧密聚在一起;IQR 大则表示它们被拉得很开。

它为何胜过普通全距

普通的全距是最大值减最小值,因此任一端只要有一个异常值就能把它撑大,给出误导性的分散图景。四分位距把最高和最低的四分之一都修掉,那些极端值便碰不到它。

这就使 IQR 在数据存在少数离群值时,成为更稳健的分散度量。

它就是 Q3 − Q1,别无其他

当题目要求中间一半的分散,或给你 Q1 和 Q3 让你相减时,就认出这是 IQR 题;对于分组数据,这些四分位数通常从累积频率曲线上读出。常见错误是相减方向反了(Q1 − Q3 会得负数)、去取最大值和最小值而不是四分位数,或把中位数 Q2 拉进减法里,中位数标示中心,但它本身并不参与四分位距。

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

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常见问题

分组数据中,Q1 和 Q3 到底怎么求?

先列出累积频数表,Q1 取第 N/4 个数据所在的位置,Q3 取第 3N/4 个的位置,可以从累积频数曲线(ogive)上读出,也可以在对应组内插值计算。IQR = Q3 − Q1。

考试题目通常要求先画出 ogive 再读取。

为什么要用四分位距而不是全距?

全距只比较最大值和最小值,一个异常值就可能让它失真。四分位距只看中间 50% 的数据,忽略极端值,因此更能公平反映一般数据的分散程度,这个理由常在比较题中被直接考问。

求 Q1 和 Q3 时最常见的错误是什么?

学生常把 N/4 和 3N/4 与求中位数用的 N/2 搞混,或在 ogive 上读错坐标轴。另一个常见失误是插值时忘记要用组的上下限,而不是组中点,这个小疏忽会白白丢掉容易拿的分数。

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