Bài 14: Các số đặc trưng đo độ phân tán

Hướng dẫn giải

Sắp xếp lại theo thứ tự không giảm:

Bạn An: 6,5  6,8  7,3  8,0  8,0  8,7  9,2  9,5

Bạn Bình: 7,6  7,8  7,9  8,0  8,1  8,1  8,2  8,3

+ So sánh theo khoảng biến thiên:

Bạn An: \({R_1} = 9,5 - 6,5 = 3\)

Bạn Bình: \({R_2} = 8,3 - 7,6 = 0,7\)

Ta thấy \({R_1} > {R_2}\) nên bạn Bình học đều hơn

+ So sánh theo khoảng tứ phân vị:

Bạn An: n=8

\({Q_1} = \frac{{6,8 + 7,3}}{2} = 7,05\), \({Q_4} = \frac{{8,7 + 9,2}}{2} = 8,95\)

Khoảng tứ phân vị là \({\Delta _Q} = {Q_3} - {Q_1} = 8,95 - 7,05 = 1,9\)

Bạn Bình: n=8

\(Q{'_1} = \frac{{7,8 + 7,9}}{2} = 7,85\), \(Q{'_3} = \frac{{8,1 + 8,2}}{2} = 8,15\)

Khoảng tứ phân vị

\(\Delta {'_Q} = Q{'_3} - Q{'_1} = 8,15 - 7,85 = 0,3\)

=> Ta thấy \({\Delta _Q} > \Delta {'_Q}\) nên bạn Bình học đều hơn

+ So sánh theo phương sai hoặc độ lệch chuẩn

Bạn An: \(\overline x  = 8\)

Ta có bảng:

Giá trị	Độ lệch	Bình phương độ lệch
6,5	-1,5	2,25
6,8	-1,2	1,44
7,3	-0,7	0,49
8	0	0
8	0	0
8,7	0,7	0,49
9,2	1,2	1,44
9,5	1,5	2,25
Tổng	8,36

 Phương sai là \({s_1}^2 = \frac{{8,36}}{8} = 1,045\)

Độ lệch chuẩn là \({s_1} = \sqrt {1,045}  \approx 1,02\)

Bạn Bình: \(\overline x  = 8\)

Ta có bảng:

Giá trị	Độ lệch	Bình phương độ lệch
7,60	-0,40	0,16
7,80	-0,20	0,04
7,90	-0,10	0,01
8,00	0,00	0,00
8,10	0,10	0,01
8,10	0,10	0,01
8,20	0,20	0,04
8,30	0,30	0,09
Tổng	0,36

Phương sai là \({s_2}^2 = \frac{{0,36}}{8} = 0,045\)

Độ lệch chuẩn là \({s_2} = \sqrt {0,045}  \approx 0,21\)

Ta thấy \({s_2} < {s_1}\) nên bạn Bình học đều hơn

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

Ta có câu lạc bộ Leicester City có điểm lớn nhất là 81 và nhỏ nhất là 41 nên khoảng cách giữa điểm cao nhất và thấp nhất là 40.

Câu lạc bộ Everton có điểm lớn nhất là 61 và nhỏ nhất là 41 nên khoảng cách giữa điểm cao nhất và thấp nhất là 20.

Ta thấy 20

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

Số lớn nhất là 172, số nhỏ nhất là 159

R = 172 - 159 = 13

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

a)

Hà Nội:

Số lớn nhất là 35, số nhỏ nhất là 23

R=35-23=12

Điện Biên:

Số lớn nhất là 28, số nhỏ nhất là 16

R=28-16=12

Khoảng biến thiên về nhiệt độ của Hà Nội và Điện Biên bằng nhau.

b) Số 16 làm cho khoảng biến thiên về nhiệt độ tại Điện Biên lớn hơn.

c)

Hà Nội:      23 25 28 28 32 33 35.

\({Q_2} = 28\)

\({Q_1} = 25\)

\({Q_3} = 33\)

\({Q_3} - {Q_1} = 33 - 25 = 8\)

Điện Biên: 16 24 26 26 26 27 28.

\({Q_2} = 26\)

\({Q_1} = 24\)

\({Q_3} = 27\)

\({Q_3} - {Q_1} = 27 - 24 = 3\)

Có thể dùng hiệu này để đo độ phân tán.

Chú ý

\({Q_3} - {Q_1}\) chính là khoảng tứ phân vị.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

Sắp xếp lại:

7  9  9  10  10  10  11  12  12  14

Trung vị \({Q_2} = \dfrac{{10 + 10}}{2} = 10\)

Nửa trái \({Q_2}\): 7  9  9  10  10 

\({Q_1} = 9\)

Nửa phải: 10  11  12  12  14

\({Q_3} = 12\)

Khoảng tứ phân vị: \({\Delta _Q} = {Q_3} - {Q_1} = 12 - 9 = 3\)

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

Ta có giá trị trung bình:

\(\overline x = \frac{0,398 + 0,399 + 0,408 + 0,410 + 0,406 + 0,405 + 0,402}{7}\)

\( = 0,404\)

Ta có bảng sau:

Giá trị	Độ lệch	Bình phương độ lệch
0,398	0,006	\(3,{6.10^{ - 5}}\)
0,399	0,005	\(2,{5.10^{ - 5}}\)
0,408	0,004	\(1,{6.10^{ - 5}}\)
0,410	0,006	\(3,{6.10^{ - 5}}\)
0,406	0,002	\(0,{4.10^{ - 5}}\)
0,405	0,001	\(0,{1.10^{ - 5}}\)
0,402	0,002	\(0,{4.10^{ - 5}}\)
Tổng	\(12,{2.10^{ - 5}}\)

Phương sai:

\({s^2} = \frac{{12,{{2.10}^{ - 5}}}}{7} \approx 0,000017\)

Độ lệch chuẩn: \(s = \sqrt {{s^2}}  \approx 4,{17.10^{ - 3}}\)

Phép đo có độ chính xác cao.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

Ta có \({Q_1} = 56;{Q_3} = 84\)

\({\Delta _Q} = {Q_3} - {Q_1} = 84 - 56 = 28\)

\({Q_1} - 1,5{\Delta _Q} = 56 - 1,5.28 = 14\)

\({Q_3} + 1,5.{\Delta _Q} = 84 - 1,5.28 = 126\)

Ta thấy 10 < 14 nên 10 là giá trị bất thường

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

Khẳng định (1): Nếu các giá trị của mẫu số liệu càng tập trung quanh giá trị trung bình thì độ lệch của mỗi giá trị so với giá trị trung bình càng nhỏ (tức là \({x_i} - \overline x \) càng nhỏ, với \(i = 1;2;...;n\)), dẫn đến độ lệch chuẩn càng nhỏ.

\(\Rightarrow\)(1) Sai

Khẳng định (2): Khoảng biến thiên R bằng hiệu số giữa giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất nên chỉ sử dụng thông tin của giá trị lớn nhất và bé nhất

\(\Rightarrow\) (2) Đúng.

Khẳng định (3): Khoảng tứ phân vị \({\Delta _Q} = {Q_3} - {Q_1}\), các giá trị \({Q_1},{Q_3}\) không bị ảnh hưởng bởi giá trị của giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất (với n>4)

\(\Rightarrow\) Sai

Khẳng định (4): Khoảng tứ phân vị chính là khoảng biến thiên của 50% số liệu chính giữa của mẫu số liệu đã sắp xếp

\(\Rightarrow\) Sai.

Khẳng định (5): Các số đo độ phân tán là

Khoảng biến thiên R=Số lớn nhất – Số nhỏ nhất > 0

Trước khi tính khoảng tứ phân vị thì mẫu số liệu được sắp xếp theo thứ tự không giảm

\(\Rightarrow\) \({Q_3} > {Q_1}\) => \({\Delta _Q} = {Q_3} - {Q_1} > 0\)

Phương sai \({s^2} = \frac{{{{\left( {{x_1} - \overline x} \right)}^2} + {{\left( {{x_2} - \overline x} \right)}^2} + ... + {{\left( {{x_n} - \overline x} \right)}^2}}}{n} > 0\)

Độ lệch chuẩn: \(s = \sqrt {{s^2}}  > 0\)

\(\Rightarrow\) Các số đo độ phân tán đều không âm

\(\Rightarrow\) (5) Đúng.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

a) Cả 2 mẫu đều có n=15.

Ta có cả 2 mẫu đều có giá trị nhỏ nhất là 3, giá trị lớn nhất là 9

Do đó cả 2 mẫu cùng khoảng biến thiên.

Cả 2 biểu đồ này có dạng đối xứng nên giá trị trung bình của hai mẫu A và B bằng nhau.

b) Từ biểu đồ ta thấy, mẫu A có các số liệu đồng đều và ổn định hơn mẫu B nên phương sai của mẫu A nhỏ hơn mẫu B.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

Tham khảo:

n=10

Giả sử sau khi sắp xếp 10 số dương theo thứ tự không giảm thì được:

=> Trung vị là giá trị trung bình của số thứ 5 và thứ 6.

=> \({Q_1}\) là số thứ 3 và \({Q_3}\) là số thứ 8.

a) Khi nhân mỗi giá trị của mẫu số liệu với 2 thì:

+ Số lớn nhất tăng 2 lần và số nhỏ nhất tăng 2 lần

=> R tăng 2 lần

+ \({Q_1}\) và \({Q_3}\) tăng 2 lần

=> Khoảng tứ phân vị \({\Delta _Q} = {Q_3} - {Q_1}\) tăng 2 lần.

+ Giá trị trung bình tăng 2 lần

=> Độ lệch của mỗi giá trị so với giá trị trung bình \(\left| {{x_i} - \overline x} \right|\) cũng tăng 2 lần

=> \({\left( {{x_i} - \overline x} \right)^2}\) tăng 4 lần

=> Phương sai tăng 4 lần

=> Độ lệch chuẩn tăng 2 lần.

Vậy R tăng 2 lần, khoảng tứ phân vị tăng 2 lần và độ lệch chuẩn tăng 2 lần.

b) Cộng mỗi giá trị của mẫu số liệu với 2 thì

+  Số lớn nhất tăng 2 đơn vị và số nhỏ nhất tăng 2 đơn vị

=> R không đổi vì phần tăng thêm bị triệt tiêu cho nhau.

+ \({Q_1}\) và \({Q_3}\) tăng 2 đơn vị

=> Khoảng tứ phân vị \({\Delta _Q} = {Q_3} - {Q_1}\) không đổi vì phần tăng thêm bị triệt tiêu cho nhau.

+ Giá trị trung bình tăng 2 đơn vị

=> Độ lệch của mỗi giá trị so với giá trị trung bình \(\left| {{x_i} - \overline x} \right|\) không đổi vì phần tăng thêm bị triệt tiêu cho nhau.

=> \({\left( {{x_i} - \overline x} \right)^2}\) không đổi

=> Phương sai không đổi.

=> Độ lệch chuẩn không đổi.

Vậy khoảng biến thiên, khoảng tứ phân vị và độ lệch chuẩn đều không đổi.

(Trả lời bởi Kiều Sơn Tùng)