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数学 · 未分组数据的离散度

用中心与散布比较数据

两组的平均值相同,不清楚题目要你说什么。

比较两组数据时,先比中心,再比散布,最后写一句用到数字的结论。平均值相同的时候,标准差决定哪一组更稳定。

这一课属于未分组数据的离散程度,用到求方差与标准差里学到的技能。

结论要怎么写?

按下面的顺序写三句话。

  • 平均值:“甲的平均值是……,乙的平均值是……”。
  • 散布:“甲的标准差是……,乙的标准差是……”。
  • 结论:“所以……更稳定,因为它的标准差较小。”

例题:两位射箭手

两位射箭手五轮比赛的得分是:

  • 甲:10、12、14、16、18
  • 乙:13、14、14、14、15

甲。

  • 平均值 = 70 ÷ 5 = 14。
  • 偏差:−4、−2、0、2、4,平方:16、4、0、4、16,合计 40。
  • 方差 = 40 ÷ 5 = 8,σ = √8 = 2.83。

乙。

  • 平均值 = 70 ÷ 5 = 14。
  • 偏差:−1、0、0、0、1,平方:1、0、0、0、1,合计 2。
  • 方差 = 2 ÷ 5 = 0.4,σ = √0.4 = 0.63。
平均值 标准差
甲 14 2.83
乙 14 0.63

结论。 两人的平均值都是 14,所以平均得分相同。乙的标准差(0.63)比甲的(2.83)小得多,所以乙的表现更稳定。

为什么只看平均值不够

如果题目只问平均值,这两位射箭手看起来一模一样。标准差却显示:甲的得分在 10 到 18 之间大起大落,乙则一直贴近 14。

教练要挑人参加决赛,看重稳定就选乙,看重有机会打出极高分就选甲。数据两种选择都支持,由题目决定看重哪一点。

要避开的错误

第一是只写“乙比较好”,没有理由。第二是拿平均值去和标准差比,两者量度的东西不同。

第三是写出了两个标准差,却没说哪一个较小。结论里要同时有“稳定”这个词和两个数字。可以用图表证据比较实验室 (英文),在自拟数据上练习写这样的句子。

自我检查

甲店五天卖出的茶是 20、22、24、26、28 杯,乙店是 23、24、24、24、25 杯。用平均值和标准差比较两家店。

答案

两家的平均值都是 24。甲店的偏差是 −4、−2、0、2、4,方差 = 40 ÷ 5 = 8,σ = 2.83。乙店的偏差是 −1、0、0、0、1,方差 = 2 ÷ 5 = 0.4,σ = 0.63。

平均值相同,乙店的标准差较小,所以乙店的销量更稳定。

接下来学什么?

继续学习预测改变数据后的影响。延伸阅读比较平均值相同、散布不同的两个班。

想让老师读你写的比较句,可以了解一对一线上数学补习。

常见问题

先比较中心还是散布?

先用平均值或中位数比较中心,再用全距、四分位数间距或标准差比较散布,结论同时用到两者。中心相同的时候,由散布决定答案。

平均值相同,哪一组比较好?

由题目决定。如果看重稳定,标准差较小的那一组较好。如果题目问哪一组的结果变化更大,就是标准差较大的那一组。要看题目重视什么。

两个标准差都要自己算吗?

要,除非题目已经给出其中一个。把两个计算都写出来,别人才看得懂你的做法。结论里要写出这两个数值,没有数字的句子,无法证明你做了比较。

可以改用全距来比较吗?

只有题目允许时才可以。全距只用两个数值,比标准差弱。如果题目明确要求用标准差或方差,就必须用。

如果数字都算对、结论那一句却丢分,一对一课上老师可以读你写的句子,指出结论里该有的用词。

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