Bài 4: Các số đặc trưng đo mức độ phân tán của mẫu số liệu

Hướng dẫn giải

Nếu so sánh nhiệt độ trung bình thì 2 địa phương đều có thời tiết ôn hòa dễ chịu. Tuy nhiên so sánh sự chên lệch nhiệt độ giữa các tháng thì Lâm Đồng có thời tiết ôn hòa hơn do tháng thấp nhất là khoảng 15 độ (cao hơn Lai Châu) và sự chênh lệch nhiệt độ giữa các tháng không lớn (khoảng 4 độ C).

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

a) Độ chênh lệch giữa thời gian chạy của người nhanh nhất và người chậm nhất trong nhóm 1 là:

\(47 - 17 = 30\) (phút)

Độ chênh lệch giữa thời gian chạy của người nhanh nhất và người chậm nhất trong nhóm 2 là:

\(32 - 29 = 3\)(phút)

b) Dễ thấy: nhóm 2 có thành tích chạy đồng đều hơn.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

a) Xét mẫu số liệu đã sắp xếp là: \(2;2;5;7;10;10;13;15;19\)

Khoảng biến thiên của mẫu số liệu là: \(R = 19 - 2 = 17.\)

Cỡ mẫu là \(n = 9\) là số lẻ nên giá trị tứ phân vị thứ hai là: \({Q_2} = 10.\)

Tứ phân vị thứ nhất là trung vị của mẫu: \(2;2;5;7\). Do đó \({Q_1} = 3,5\)

Tứ phân vị thứ ba là trung vị của mẫu: \(10;13;15;19\). Do đó \({Q_3} = 14\)

Khoảng tứ phân vị của mẫu là: \({\Delta _Q} = 14 - 3,5 = 10,5\)

b) Xét mẫu số liệu đã sắp xếp là: \(1;2;5;5;9;10;10;15;15;19\)

Khoảng biến thiên của mẫu số liệu là: \(R = 19 - 1 = 18.\)

Cỡ mẫu là \(n = 10\) là số chẵn nên giá trị tứ phân vị thứ hai là: \({Q_2} = 9,5.\)

Tứ phân vị thứ nhất là trung vị của mẫu: \(1;2;5;5;9\). Do đó \({Q_1} = 5.\)

Tứ phân vị thứ ba là trung vị của mẫu: \(10;10;15;15;19\). Do đó \({Q_3} = 15\)

Khoảng tứ phân vị của mẫu là: \({\Delta _Q} = 15 - 5 = 10\)

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

a)

+) Tỉnh Lai Châu: Xét mẫu số liệu đã sắp xếp là:

\(\begin{array}{*{20}{c}}{14,2}&{14,8}&{18,6}&{18,8}&{20,3}&{21,0}&{22,7}&{23,5}&{23,6}&{24,2}&{24,6}&{24,7}\end{array}\)

 Khoảng biến thiên của mẫu số liệu là: \(R = 24,7 - 14,2 = 10,5.\)

Cỡ mẫu là \(n = 12\) là số chẵn nên giá trị tứ phân vị thứ hai là: \({Q_2} = 21,85.\)

Tứ phân vị thứ nhất là trung vị của mẫu: \(\begin{array}{*{20}{c}}{14,2}&{14,8}&{18,6}&{18,8}&{20,3}&{21,0}\end{array}\). Do đó \({Q_1} = 18,7.\)

Tứ phân vị thứ ba là trung vị của mẫu: \(\begin{array}{*{20}{c}}{22,7}&{23,5}&{23,6}&{24,2}&{24,6}&{24,7}\end{array}\). Do đó \({Q_3} = 23,9\)

Khoảng tứ phân vị của mẫu là: \({\Delta _Q} = 23,9 - 18,7 = 5,2\)

+) Tỉnh Lâm Đổng: Xét mẫu số liệu đã sắp xếp là:

\(16,0\;\;16,3\;\;17,4\;\;17,5\;\;18,5\;\;18,6\;\;18,7\;\;19,3\;\;19,5\;\;19,8\;\;20,2\;\;20,3\)

Khoảng biến thiên của mẫu số liệu là: \(R = 20,3 - 16,0 = 4,3.\)

Cỡ mẫu là \(n = 12\) là số chẵn nên giá trị tứ phân vị thứ hai là: \({Q_2} = 18,65.\)

Tứ phân vị thứ nhất là trung vị của mẫu: \(\begin{array}{*{20}{c}}{16,0}&{16,3}&{17,4}&{17,5}&{18,5}&{18,6}\end{array}\). Do đó \({Q_1} = 17,45.\)

Tứ phân vị thứ ba là trung vị của mẫu: \(\begin{array}{*{20}{c}}{18,7}&{19,3}&{19,5}&{19,8}&{20,2}&{20,3}\end{array}\). Do đó \({Q_3} = 19,65\)

Khoảng tứ phân vị của mẫu là: \({\Delta _Q} = 19,65 - 17,45 = 2,2\)

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

Xét mẫu số liệu đã sắp xếp là:

\(3;{\rm{ }}3;{\rm{ }}9;{\rm{ }}9;{\rm{ }}10;{\rm{ }}10;{\rm{ }}12;{\rm{ }}12;\;\;37.\)

Cỡ mẫu là \(n = 9\) là số lẻ nên giá trị tứ phân vị thứ hai là: \({Q_2} = 10.\)

Tứ phân vị thứ nhất là trung vị của mẫu: \(3;{\rm{ }}3;{\rm{ }}9;{\rm{ }}9.\). Do đó \({Q_1} = 6.\)

Tứ phân vị thứ ba là trung vị của mẫu: \(10;{\rm{ }}12;{\rm{ }}12;\;\;37.\). Do đó \({Q_3} = 12\)

Khoảng tứ phân vị của mẫu là: \({\Delta _Q} = 12 - 6 = 6\)

Giá trị ngoại lệ x thỏa mãn \(x > 12 + 1,5.6 = 21\) hoặc \(x < 6 - 1,5.6 =  - 3\).

Vậy giá trị ngoại lệ của mẫu số liệu đó là \(37\)

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

a) Kết quả trung bình của Cung thủ A là:

\(\frac{{8 + 9 + 10 + 7 + 6 + 10 + 6 + 7 + 9 + 8}}{{10}} = 8\)

Kết quả trung bình của Cung thủ A là:

\(\frac{{10 + 6 + 8 + 7 + 9 + 9 + 8 + 7 + 8 + 8}}{{10}} = 8\)

b)

+) Khoảng biến thiên số điểm của cung thủ A là: \(R = 10 - 6 = 4\)

Xét mẫu số liệu đã sắp xếp là:

\(\begin{array}{*{20}{c}}6&6&7&7&8&8&9&9&{10}&{10}\end{array}\)

Cỡ mẫu là \(n = 10\) là số chẵn nên giá trị tứ phân vị thứ hai là: \({Q_2} = 8.\)

Tứ phân vị thứ nhất là trung vị của mẫu:\(6,6,7,7,8\). Do đó \({Q_1} = 7.\)

Tứ phân vị thứ ba là trung vị của mẫu: \(8,9,9,10,10\). Do đó \({Q_3} = 9\)

Khoảng tứ phân vị của mẫu là: \({\Delta _Q} = 9 - 7 = 2\)

+) Khoảng biến thiên số điểm của cung thủ A là: \(R = 10 - 6 = 4\)

Xét mẫu số liệu đã sắp xếp là:

\(\begin{array}{*{20}{c}}6&7&7&8&8&8&8&9&9&{10}\end{array}\)

Cỡ mẫu là \(n = 10\) là số chẵn nên giá trị tứ phân vị thứ hai là: \({Q_2} = 8.\)

Tứ phân vị thứ nhất là trung vị của mẫu:\(6,6,7,7,8\). Do đó \({Q_1} = 7.\)

Tứ phân vị thứ ba là trung vị của mẫu: \(8,9,9,10,10\). Do đó \({Q_3} = 9\)

Khoảng tứ phân vị của mẫu là: \({\Delta _Q} = 9 - 7 = 2\)

=> Nếu so sánh khoảng chênh lệch và khoảng tứ phân vị thì không xác định được kết quả của cung thủ nào ổn định hơn.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

+) Tuyên Quang:

Số giờ nắng trung bình \(\overline x  = \frac{{25 + 89 + 72 + 117 + 106 + 177 + 156 + 203 + 227 + 146 + 117 + 145}}{{12}} = 131,67\)

Phương sai: \({S^2} = \frac{1}{{12}}\left( {{{25}^2} + {{89}^2} + ... + {{145}^2}} \right) - 131,{67^2} \approx 2921,2\)

Độ lệch chuẩn \(S = \sqrt {2921,2}  \approx 54\)

+) Cà Mau:

Số giờ nắng trung bình \(\overline x  = \frac{{180 + 223 + 257 + 245 + 191 + 111 + 141 + 134 + 130 + 122 + 157 + 173}}{{12}} = 172\)

Phương sai: \({S^2} = \frac{1}{{12}}\left[ {\left( {{{180}^2} + {{223}^2} + ... + {{173}^2}} \right) - {{172}^2}} \right] = 2183\)

Độ lệch chuẩn \(S = \sqrt {2183}  = 46,7\)

=> Nhận xét: Ở Tuyên Quang tổng số giờ nắng theo từng tháng thay đổi nhiều hơn so với ở Cà Mau.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

 

Chiều cao 5 HS nam	170	164	172	168	176
Chiều cao 5 HS nữ	155	152	157	162	160

+) Khoảng biến thiên chiều cao của các học sinh nam là: \(176 - 164 = 12\)

+) Tứ phân vị: \({Q_1},{Q_2},{Q_3}\)

Bước 1: Sắp xếp mẫu số liệu theo thứ tự không giảm: \(164,168,170,172,176\)

Bước 2: \(n = 5\), là số lẻ nên \({Q_2} = {M_e} = 170\)

\({Q_1}\) là trung vị của nửa số liệu \(164,168\). Do đó \({Q_1} = \frac{1}{2}(164 + 168) = 166\)

\({Q_3}\) là trung vị của nửa số liệu \(172,176\). Do đó \({Q_3} = \frac{1}{2}(172 + 176) = 174\)

Khoảng tứ phân vị \({\Delta _Q} = 174 - 166 = 8\)

+) Khoảng biến thiên chiều cao của các học sinh nữ là: \(162 - 152 = 10\)

+) Tứ phân vị: \({Q_1},{Q_2},{Q_3}\)

Bước 1: Sắp xếp mẫu số liệu theo thứ tự không giảm: \(152,155,157,160,162\)

Bước 2: \(n = 5\), là số lẻ nên \({Q_2} = {M_e} = 157\)

\({Q_1}\) là trung vị của nửa số liệu \(152,155\). Do đó \({Q_1} = \frac{1}{2}(152 + 155) = 153,5\)

\({Q_3}\) là trung vị của nửa số liệu \(160,162\). Do đó \({Q_3} = \frac{1}{2}(160 + 162) = 161\)

Khoảng tứ phân vị \({\Delta _Q} = 161 - 153,5 = 7,5\)

Kết luận: So sánh khoảng biến thiên hay tứ phân vị thì theo mẫu số liệu trên, chiều cao của 5 bạn nữ là đồng đều hơn.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

a)

+) Số trung bình \(\overline x  = \frac{{6 + 8 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 2 + 4}}{9} = 5\)

+) phương sai hoặc \({S^2} = \frac{1}{9}\left( {{6^2} + {8^2} + ... + {4^2}} \right) - {5^2} = \frac{{10}}{3}\)

  => Độ lệch chuẩn \(S = \sqrt {\frac{{10}}{3}}  \approx 1,8\)

Sắp xếp mẫu số liệu theo thứ tự không giảm: 2; 3; 4; 4; 5; 6; 6; 7; 8.

+) Khoảng biến thiên: \(R = 8 - 2 = 6\)

Tứ phân vị: \({Q_1},{Q_2},{Q_3}\)

\({Q_2} = {M_e} = 5\)

\({Q_1}\) là trung vị của nửa số liệu 2; 3; 4; 4. Do đó \({Q_1} = 3,5\)

\({Q_3}\) là trung vị của nửa số liệu: 6; 6; 7; 8. Do đó \({Q_3} = 6,5\)

+) Khoảng tứ phân vị: \({\Delta _Q} = 6,5 - 3,5 = 3\)

+) x là giá trị ngoại lệ trong mẫu nếu \(x > 6,5 + 1,5.3 = 11\) hoặc \(x < 3,5 - 1,5.3 =  - 1\)

Vậy không có giá trị ngoại lệ trong mẫu số liệu trên.

b)

+) Số trung bình \(\overline x  = \frac{{13 + 37 + 64 + 12 + 26 + 43 + 29 + 23}}{8} = 30,875\)

+) phương sai hoặc \({S^2} = \frac{1}{8}\left( {{{13}^2} + {{37}^2} + ... + {{23}^2}} \right) - 30,{875^2} \approx 255,8\)

  => Độ lệch chuẩn \(S \approx 16\)

Sắp xếp mẫu số liệu theo thứ tự không giảm: 12; 13; 23; 26; 29; 37; 43; 64.

+) Khoảng biến thiên: \(R = 64 - 12 = 52\)

Tứ phân vị: \({Q_1},{Q_2},{Q_3}\)

\({Q_2} = {M_e} = 27,5\)

\({Q_1}\) là trung vị của nửa số liệu 12; 13; 23; 26. Do đó \({Q_1} = 18\)

\({Q_3}\) là trung vị của nửa số liệu: 29; 37; 43; 64. Do đó \({Q_3} = 40\)

+) Khoảng tứ phân vị: \({\Delta _Q} = 40 - 18 = 22\)

+) x là giá trị ngoại lệ trong mẫu nếu \(x > 40 + 1,5.22 = 73\) hoặc \(x < 18 - 1,5.22 =  - 15\)

Vậy không có giá trị ngoại lệ trong mẫu số liệu trên.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

a)

+) Số trung bình \(\overline x  = \frac{{ - 2.10 + ( - 1).10 + 0.30 + 1.20 + 2.10}}{{10 + 20 + 30 + 20 + 10}} = 0\)

+) phương sai hoặc \({S^2} = \frac{1}{90}\left( {10.{{( - 2)}^2} + 10.{{( - 1)}^2} + ... + {{10.2}^2}} \right) - {0^2} = 4 \over 3\)

  => Độ lệch chuẩn \(S \approx 1,155\)

+) Khoảng biến thiên: \(R = 2 - ( - 2) = 4\)

Tứ phân vị: \({Q_2} = 0;{Q_1} =  - 1;{Q_3} = 1\)

+) Khoảng tứ phân vị: \({\Delta _Q} = 1 - ( - 1) = 2\)

b) Giả sử cỡ mẫu \(n = 10\). Khi đó mẫu số liệu trở thành:

Giá trị	0	1	2	3	4
Tần số	1	2	4	2	1

+) Số trung bình \(\overline x  = \frac{{0.0,1 + 1.0,2 + 2.0,4 + 3.0,2 + 4.0,1}}{{0,1 + 0,2 + 0,4 + 0,2 + 0,1}} = 2\)

+) phương sai hoặc \({S^2} = \frac{1}{1}\left( {0,{{1.0}^2} + 0,{{2.1}^2} + ... + 0,{{1.4}^2}} \right) - {2^2} = 1,2\)

  => Độ lệch chuẩn \(S \approx 1,1\)

+) Khoảng biến thiên: \(R = 4 - 0 = 4\)

Tứ phân vị: \({Q_2} = 2;{Q_1} = 1;{Q_3} = 3\)

+) Khoảng tứ phân vị: \({\Delta _Q} = 3 - 1 = 2\)

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)