统计学
综合练习页
📝 第 1 部分:基础概念
题目 1:对每个变量进行分类(定性 / 定量离散 / 定量连续):
- 每年的交通事故数量
- 车辆颜色
- 新生婴儿的体重
- 公寓的房间数
- 1-5 量表上的评分
解答:
- 定量离散 - 计数事故(整数)
- 定性 - 类别,无法计算均值
- 定量连续 - 测量体重(可以是任何数)
- 定量离散 - 计数房间
- 定量离散 - 仅整数值 1、2、3、4、5
📊 第 2 部分:频数表
题目 2:给出 25 名学生的分数:
60, 75, 80, 75, 90, 60, 85, 75, 80, 90, 75, 85, 60, 80, 75, 90, 85, 75, 80, 60, 85, 75, 90, 80, 75
- 构建频数表(包括相对频数和累积频数)
- 有多少学生得 80 分以上?
- 多少百分比得低于 85 分?
解答:
a. 频数表:
| 分数 (x) | f | f/n | F | F/n |
|---|---|---|---|---|
| 60 | 4 | 0.16 | 4 | 0.16 |
| 75 | 8 | 0.32 | 12 | 0.48 |
| 80 | 5 | 0.20 | 17 | 0.68 |
| 85 | 4 | 0.16 | 21 | 0.84 |
| 90 | 4 | 0.16 | 25 | 1.00 |
| 合计 | 25 | 1.00 |
b. 80 分以上:f(80) + f(85) + f(90) = 5 + 4 + 4 = 13 名学生
c. 低于 85 分:F(80) = 17,百分比 = 17/25 = 68%
📊 第 3 部分:集中趋势量度
题目 3:根据题目 2 的表,计算:
- 均值
- 中位数
- 众数
解答:
a. 均值:
\(\sum xf = 60 \times 4 + 75 \times 8 + 80 \times 5 + 85 \times 4 + 90 \times 4\)
\(= 240 + 600 + 400 + 340 + 360 = 1940\)
\(\bar{x} = \frac{1940}{25} = 77.6\)
b. 中位数:
n = 25(奇数)→ 中位数位置 = (25+1)/2 = 13
F = 12 还不包含,F = 17 已经包含 → 中位数 = 80
c. 众数:
频数最高的值(f = 8)→ 众数 = 75
📊 第 4 部分:分组数据
题目 4:给出 50 名学生的身高表:
| 身高(厘米) | 频数 |
|---|---|
| 150-159 | 5 |
| 160-169 | 12 |
| 170-179 | 18 |
| 180-189 | 10 |
| 190-199 | 5 |
- 计算均值
- 求中位数
- 什么是众数组?
解答:
| 组 | 中点 (xᵢ) | f | xᵢ·f | F |
|---|---|---|---|---|
| 150-159 | 154.5 | 5 | 772.5 | 5 |
| 160-169 | 164.5 | 12 | 1974 | 17 |
| 170-179 | 174.5 | 18 | 3141 | 35 |
| 180-189 | 184.5 | 10 | 1845 | 45 |
| 190-199 | 194.5 | 5 | 972.5 | 50 |
| 合计 | 50 | 8705 | ||
a. 均值: \(\bar{x} = \frac{8705}{50} = 174.1\) 厘米
b. 中位数:
位置 = n/2 = 25,中位数组:170-179
\(Me = 169.5 + \frac{25 - 17}{18} \times 10 = 169.5 + 4.44 = 173.94\) 厘米
c. 众数组:170-179(f = 18,最高)
📊 第 5 部分:离散趋势量度
题目 5:数据:4、7、8、10、11
- 计算极差
- 计算方差
- 计算标准差
解答:
均值: \(\bar{x} = \frac{4+7+8+10+11}{5} = \frac{40}{5} = 8\)
a. 极差:R = 11 - 4 = 7
| x | x - x̄ | (x - x̄)² |
|---|---|---|
| 4 | -4 | 16 |
| 7 | -1 | 1 |
| 8 | 0 | 0 |
| 10 | 2 | 4 |
| 11 | 3 | 9 |
| 总和 | 30 | |
b. 方差: \(S^2 = \frac{30}{5} = 6\)
c. 标准差: \(S = \sqrt{6} \approx 2.45\)
题目 6:如果在题目 5 的每个数据上加 10:
- 新的均值是什么?
- 新的标准差是什么?
解答:
a. 新的均值 = 8 + 10 = 18
b. 标准差不变 = 2.45
(加常数不会改变离散程度)
📊 第 6 部分:四分位数
题目 7:给出 12 个分数(已排序):
45, 52, 58, 63, 67, 72, 75, 80, 84, 88, 92, 98
- 求 Q₁、Q₂、Q₃
- 计算 IQR
- 分数 25 是异常值吗?
解答:
n = 12
a.
Q₁:位置 = (12+1)/4 = 3.25 → 介于位置 3 和 4 之间
Q₁ = 58 + 0.25 × (63-58) = 58 + 1.25 = 59.25
Q₂:位置 = (12+1)/2 = 6.5 → 介于位置 6 和 7 之间
Q₂ = (72 + 75)/2 = 73.5
Q₃:位置 = 3(12+1)/4 = 9.75 → 介于位置 9 和 10 之间
Q₃ = 84 + 0.75 × (88-84) = 84 + 3 = 87
b. IQR = Q₃ - Q₁ = 87 - 59.25 = 27.75
c. 异常值检测:
下界 = Q₁ - 1.5 × IQR = 59.25 - 41.625 = 17.625
25 > 17.625 → 不是异常值
📚 自学练习题
- 数据:12、15、18、20、25。计算均值、方差和标准差。
- 在频数表中:x = 1, 2, 3, 4 和 f = 5, 8, 4, 3。求均值和中位数。
- 给定:均值 = 50,标准差 = 8。每个数据乘以 3。新的均值和标准差是什么?
- 11 个已排序的数据。Q₁ 在位置 ____,Q₃ 在位置 ____。
答案:
- 均值 = 18,方差 = 20,标准差 ≈ 4.47
- 均值 = 2.25,中位数 = 2
- 均值 = 150,标准差 = 24
- Q₁ 在位置 3,Q₃ 在位置 9
📝 重要公式
\(\bar{x} = \frac{\sum x_i f_i}{n}\)
\(S^2 = \frac{\sum (x_i - \bar{x})^2}{n}\) | \(S = \sqrt{S^2}\)
IQR = Q₃ - Q₁