内容正文:
第二十四章
数学 人教版 八年级下册
§24.4数据的分组
数据的分析
学习目标
1.理解组内离差平方和的概念, 掌握组内离差平方和的求解方法. (重点)
2. 从实际案例中学会借助组内离差平方和解决常见的实际问题. (难点)
3. 在解决数据分析类问题的过程中,培养严谨的数学思维和处理问题的能力.
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情景引入
组内离差平方和(Within-Group
Sum of Squares, SSW)是方差分析
(ANOVA)中的核心概念之一,
其理论框架主要由罗纳德·费希尔
(Ronald A. Fisher)在20世纪早期
提出并系统化。
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1. 什么是离差平方和、方差?
知识回顾
2. 离差平方和、方差的计算公式是什么?
s2 = [ ( x1- x )2 + ( x2 - x )2 + … + ( xn - x )2 ]
1
n
离差平方和:
方差:
各个数据与它们平均数之差的平方和.
各个数据与它们平均数之差的平方的平均数.
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3. 一组数据的离差平方和或方差与这组数据的波动有怎样的关系?
知识回顾
一般而言,一组数据的离差平方和或方差越小,这组数据就越稳定.
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10 个苹果的直径如图所示.
(1)若想把这 10 个苹果分成两组,使每组苹果的“个头”差不多,你想怎么分?说说你分组的理由.
探究新知
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探究新知
(2)一般情况下,如果想把一组数据分成若干组,使每组组内的数据差距不大,且组与组之间的数据差别明显,那么你认为应遵循怎样的分组原则?与同伴进行交流.
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归纳总结
在统计学里,分组的方法有很多,其中较常用的方法是使“组内离差平方和达到最小”. 多组数据的组内离差平方和:每组数据的离差平方和的和.其计算公式为:
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我们把 称为组内离差平方和,表示两个组内数据的离散程度,记为: ,其中 是m个第一组数据的平均数、(n-m)个第二组数据平均数关于总体数据平均数的离差平方和,称为组间离差平方和,表示两个组间的差异.根据组内离差平方和最小的原则进行分组时,由于 不变,既可以按 最小来分组,也可以按 最大来分组.
归纳总结
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按照“组内离差平方和达到最小”的方法,把下图中的
10 个苹果按直径大小分成两组.
例题练习
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例题练习
解:将 10 个数据由小到大排序:
65,69,70,75,76,76,78,80,80,81.
把 10 个数据分成两组,共有 9 种情况:
第一组 1 个数据 {65} ,第二组 9 个数据 {69,···,81};
第一组 2 个数据 {65,69},第二组 8 个数据 {70,···,81};
······
第一组 9 个数据 {65,···,80},第二组 1 个数据 {81}.
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例题练习
以第 2 种分组情况为例,计算组内离差平方和.
其中,第一组有 2个数据 {65,69},这 2 个数据的平均数是 67,
故第一组数据的组内离差平方和=(65-67)2+(69-67)2=8;
第二组有 8 个数据 {70,75,76,76,78,80,80,81},
这 8 个数据的平均数是 77,故第二组数据的组内离差平方和=(70-77)2+(75-77)2+···+(81-77)2=90.
因此,第 2 种分组情况的组内离差平方和==8+90=98.
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分组情况 组内离差平方和
第一组 1 个,第二组 9 个 146.889
第一组 2 个,第二组 8 个 98
第一组 3 个,第二组 7 个 48
第一组 4 个,第二组 6 个 74.25
第一组 5 个,第二组 5 个 98
第一组 6 个,第二组 4 个 107.583
第一组 7 个,第二组 3 个 136.095
第一组 8 个,第二组 2 个 182.375
第一组 9 个,第二组 1 个 218
例题练习
同理,计算其他 8 种分组情况的组内离差平方和,结果如下:
计算结果表明,第 3 种情况的组内离差平方和最小. 因此,把 10 个苹果按直径大小分成的两组是 {65,69,70}, {75,76,76,78,80,80,81}.
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北京时间2025年10月31日,搭载神舟二十一号载人飞船
的长征二号 遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,
随后神舟十九号飞行乘组顺利进入中国空间站,展示了我
国在航天领域的强大实力,谱写了航天强国建设的新篇章.
某校为了培养学生对航天知识的学习兴趣,开展了航天知
识答题竞赛活动,现从该校八年级随机抽取10名学生的成
绩:64,69,71,86,88,89,89,95,95,95.
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按照“组内离差平方和达到最小”的方法把这10名学生
按成绩高低分成两组,当分成的两组为____________和
____________________________时,得到的组内离差平
方和最小,此时组内离差平方和为_____.
64,69,71
86,88,89,89,95,95,95
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1.科研人员选出8株植物,在同等实验条件下,测量它们
光合作用速率(单位: ).统 计 结 果 为
35,30,23,17,20,25,32,30,若按照“组内离差平方和达到最小”
法,则需先将数据由____到____排序,再将这8株植物分成
两组时,共可以分成___种情况.
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2.
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数据的分组
分组计算方差
确定组内离差平方和最小的一组
组内离差平方和的概念和计算公式
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谢谢 !
谢谢聆听
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