§4 数据的数字特征
知识点一 众数、中位数、平均数
[填一填]
1.众数
(1)定义:一组数据中出现次数最多的数称为这组数据的众数.
(2)特征:一组数据的众数可能多个,也可能没有,它反映了该组数据的频率分布.
2.中位数
(1)定义:一组数据按从小到大(或从大到小)的顺序排成一列,处于中间位置的数称为这组数据的中位数.
(2)特征:一组数据中的中位数是唯一的,反映了该组数据的集中趋势.
3.平均数
(1)定义:一组数据的和与这组数据的个数的商叫作这组数据的平均数,数据x1,x2,…,xn的平均数为=.
(2)特征:平均数对数据有“取齐”的作用,代表该组数据的平均水平.任何一个数据的改变都会引起平均数的变化,这是众数和中位数都不具有的性质.所以与众数、中位数比较起来,平均数可以反映出更多的关于样本数据全体的平均水平,但平均数受数据中的每一个数据的影响较大,使平均数在估计总体时可靠性降低.
[答一答]
1.一组数据的平均数是否一定能说明现实中的平均水平?
提示:在用平均数估计总体时,样本中的每一个数据都会影响到平均数的大小,因此在实际操作中,一定要注意异常数据对平均数的影响,以便作出正确估计.
比如:某地区的年平均家庭年收入是10万元,给人的印象是这个地区的家庭年收入普遍较高.但是,如果这个平均数是从200户贫困家庭和20户极富有的家庭年收入计算出来的,那么,它就既不能代表贫困家庭的年收入,也不能代表极富有家庭的年收入.
知识点二 标准差、方差、极差
[填一填]
4.标准差
(1)定义:标准差是样本数据到平均数的一种平均距离,一般用s表示,通常用以下公式来计算
s=.
可以用计算器或计算机计算标准差.
(2)特征:标准差描述一组数据围绕平均数波动的大小,反映了一组数据变化的幅度和离散程度的大小.标准差较大,数据的离散程度较大;标准差较小,数据的离散程度较小.
5.方差
(1)定义:标准差的平方,即
s2=[(x1-)2+(x2-)2+…+(xn-)2].
(2)特征:与标准差的作用相同,描述一组数据围绕平均数波动的大小.
(3)取值范围:s2≥0.
6.极差
(1)定义:一组数据的最大值和最小值的差称为这组数据的极差.
(2)特征:表示该组数据之间的差异情况.
[答一答]
2.怎样正确理解标准差与方差.
提示:①标准差、方差描述了一组数据围绕平均数波动的大小.标准差、方差越大,数据的离散程度越大;标准差、方差越小,数据的离散程度越小.
②标准差、方差的取值范围:[0,+∞).
标准差、方差为0时,样本各数据全相等,表明数据没有波动幅度,数据没有离散性.
③因为方差与原始数据的单位不同,且平方后可能夸大了偏差的程度,所以虽然方差与标准差在刻画样本数据的分散程度上是一样的,但在解决实际问题时,一般多采用标准差.