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解读分组数据,不宣称精确原始值

分组表看起来像一份完整的数据,其实每个个别的值都已被藏进组距里。

本页内容
  1. 分组表丢失了什么信息?
  2. 如何处理分组表,一步一步来
  3. 例题
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 下一步

当数据被分成组距时,每个个别的值都被它所在的组取代。你仍然可以估算平均数,找出众数组和包含中位数的组,但不能说出像最高分这样的精确值。这项技能属于统计与分布,建立在加权平均的基础上。

分组表丢失了什么信息?

一张写着 10 < t ≤ 20 的频数是 9 的表格,告诉你有九个人花了 10 到 20 分钟。它没有告诉你他们是用了 11 分钟还是 19 分钟。正因为丢失了这些细节,分组数据得出的每个答案都要带上“估算”之类的字眼。

两个习惯能帮你少出错。所有计算都使用每一组的组中值。把结果描述为估算值、某一组或可能值的范围,永远不要说成精确的原始值。

如何处理分组表,一步一步来

  1. 把频数相加,得到数据总个数。
  2. 求每组的组中值:两个组界相加再除以 2。
  3. 把每个组中值乘以其频数,再把结果相加。
  4. 除以总频数,得到估算的平均数。
  5. 求众数组: 选频数最大的那一组(组距相等时)。
  6. 求中位数所在组: 找出中间位置,用频数的累计数判断。

例题

二十名学生记录了走路上学所花的时间。

时间 t(分钟)频数
0 < t ≤ 104
10 < t ≤ 209
20 < t ≤ 305
30 < t ≤ 402

第 1 步,总数: 4 + 9 + 5 + 2 = 20。

第 2 步,组中值: 5、15、25 和 35。

第 3 步,乘积: 4 × 5 = 20,9 × 15 = 135,5 × 25 = 125,2 × 35 = 70。总和是 350。

第 4 步,估算平均数: 350 ÷ 20 = 17.5 分钟。

第 5 步,众数组: 最高频数是 9,所以众数组是 10 < t ≤ 20。

第 6 步,中位数所在组: 20 个值的中间位于第 10 和第 11 个之间。累计频数是 4、13、18、20。累计数在第二组首次达到 10 以上,所以中位数在 10 < t ≤ 20 这一组。

平均数的范围: 如果每名学生都在其组的下限,平均数是 (0 + 90 + 100 + 60) ÷ 20 = 12.5。如果每名学生都在上限,平均数是 (40 + 180 + 150 + 80) ÷ 20 = 22.5。真正的平均数介于 12.5 与 22.5 分钟之间,而 17.5 正好在它们的中间。

要留意的错误

常见的失误是从一个组里读出精确值。

错误答案: “最长的一次走了 40 分钟,所以极差是 40 分钟。”

表格只说明最长的一次落在 30 < t ≤ 40 这一组,可能是 31 分钟。最短的一次也只知道大于 0。

纠正的方法是改写说法,让表格能支持它:“最长的一次超过 30 分钟,不超过 40 分钟。”平均数也要同样小心:要说“估算为 17.5 分钟”,而不是“平均数是 17.5”。

自我检测

做做这几题,然后打开每题的答案。

1. 二十名学生的身高:140 < h ≤ 150 的频数是 3,150 < h ≤ 160 的频数是 10,160 < h ≤ 170 的频数是 7。估算平均身高。

查看答案

组中值:145、155 和 165。乘积:3 × 145 = 435,10 × 155 = 1550,7 × 165 = 1155。总和 = 3140。

3140 ÷ 20 = 157 cm(估算值)。

2. 在同一张表里,中位数在哪一组?

查看答案

共有 20 个值,所以中位数位于第 10 和第 11 个之间。累计频数是 3、13、20。第 10 和第 11 个值都在第二组。

中位数在 150 < h ≤ 160。

3. 一名学生说:“至少有一个人的身高恰好是 169 cm。”这张表足以支持这句话吗?

查看答案

不能。表格只显示有 7 个人高于 160 cm 且不超过 170 cm。他们的确切身高没有记录,所以不能宣称存在 169 cm 这样的具体数值。

下一步

当你能处理分组表说了什么、没说什么之后,继续学习同时比较离散程度与集中趋势。统计与分布探索器让你改变组界并观察估算值的移动,无计算器运算训练对组中值的乘法很有用。之后再试试综合练习题组。

学生常常能正确算出估算平均数,却在最后一句话里把它说成精确值。检查这类措辞,是数学线上一对一补习的日常内容。

常见问题

为什么分组表算出的平均数只是估算值?

表格只告诉你每一组有多少个值,而不是这些值是什么。使用组中值,等于假设每个值都在其组的正中间,这很少是真的。结果是一个合理的估算,真正的平均数可能更高,也可能更低。

什么是众数组?

众数组是频数最高的那一组。由于个别值未知,分组数据无法给出单一的众数。如果各组的组距不相等,需要用频数密度才能公平比较各组,所以请先检查组距。

如何找到中位数所在的组?

先求中位数的位置,也就是总频数的中间位置。沿着表格向下累加频数,直到累计数达到这个位置。达到的那一组就包含中位数,但你不能说出它的确切数值。

更新于:

下一步

如果分组表让你要么乱猜,要么干脆不敢回答,一对一的老师可以告诉你表格支持哪些说法、不支持哪些。

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