内容正文:
第二十三章 数据分析与统计估计
23.3 第1课时 四分位数与箱线图
从某校九年级女生中任意选出12人,分别记录她们一分钟仰卧起坐的 成绩,将成绩按从小到大的顺序排列,结果如下:(单位:次/分)
15 18 21 25 26 29 31 33 35 39 42 43
老师
情景导入
思考:如何将这 12 个成绩平均分成 4 组,且每组数据分布合理?
你能利用求中位数的方法,将这组数据分成个数相等的四部分吗?
第一步:分割数据
根据中位数 30,将数据分为前 6 个(15,18,21,25,26,29)和后 6 个(31,33,35,39,42,43)两组.
第二步:计算分组中位数
组织学生独立计算,得出前 6 个数据的中位数为(21+25)÷2=23
后 6 个数据的中位数为(35+39)÷2=37
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第三步:定义四分位数
23、30、37 这三个数将 12 个数据分为个数相等的 4 部分.
一般地,用 m50 表示一组数据的中位数.那么,中位数把这组数据分为两组,用m25 和 m75 分别表示第一组数据和第二组数据的中位数.这样,m25, m50,m75 这三个数就把这组数据分为个数相等的四组,这三个数叫作这组数据的四分位数.
其 中 ,m25,m50,m75 分别称为这组数据的第一 、第二、第三四分位数(或25%分位数、50%分位数、75%分 位数).
在上面的问题中, 四分位数分别为m25=23,m50=30,m75=37.
定义
例 1 从某校九年级随机抽取了18名男生的立定跳远成绩(单位: cm), 数 据 从小到大排列如下:
180 182 184 186 186 187 200 205 210
224 230 234 238 242 246 250 252 252
这组数据的个数不是4的倍数,如何确定这组数据的四分位数呢?
解:因为18×50%=9,所以中位数为第9、第10个数的平均数,即m50=(210+224)÷2=217,
18×25%=4.5 ,则取第5个数为第一四分位数,m25=186.
18×75%=13.5,则取第14个数为第三四分位数,即m75=242.
例题讲解
总结:位置计算规则:通过 “数据总个数 × 分位数百分比” 得到位置值,这是确定四分位数的关键第一步。
如计算m 50:18×50%=9(整数),需取第 9、10 个数的平均数;
计算m 25:18×25%=4.5(非整数),需向上取整为第 5 个数;
计算m 75:18×75%=13.5(非整数),需向上取整为第 14 个数。
注意:四分位数计算的关键是 “确定对应分位数的位置”,而非依赖数据个数的特殊形式
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归纳求四分位数的步骤:
(1)将数据从小到大排列;
(2)中位数即50%分位数、又称第二四分位数,中位数把所有数据分成2等份,前半部分数据的中位数为整组数据的第一四分位数,后半部分数据的中位数为整组数据的第三四分位数.
在大数据分析中,数据量一般都很大,按上面方法确定的四分位数可将这组数据分成大约各占25%的四组.
某贸易公司有A 和 B 两个营销团队,他们去年每个月的营销收益(单 位:万元)按从小到大的顺序整理如下:
一起探究
团队 每个月的营销收益/万元
A 3.12 3.15 4.18 4.21 4.64 4.85 4.96 5.10 5.11 5.77 5.85 7.03
B 4.08 4.37 4.51 4.67 4.84 4.87 4.91 4.99 5.10 5.15 5.21 5.52
运用学过的统计量,从不同角度评价这两个营销团队的营销水平.
根据实例分析,形象的解释了中位数的确定方法,由特殊到一般,总结一般规律.
进一步尝试比较四分位数,分别计算出A 和 B 两个团队营销数据的四分位数,结果如下表:
解:团队A 营销收益的平均数 ≈4.83, 中位数约是4.91;
团队B 营销收益的平均数 ≈4.85, 中位数是4.89.
我们发现两个团队营销收益的平均数和中位数都非常接近.
团队 m25 m 50 m75
A 4.20 4.91 5.44
B 4.59 4.89 5.13
根据四分位数的意义,团队A的营销收益数据x 在下面范围内各占25%:
3.12≤x<4.20,4.20≤x<4.91,4.91≤x<5.44,5.44≤x≤7.03.
同理,可以得到团队B的营销收益水平
为了直观地表示两组数据,便于对比它们的整体分布情况,还可以借助四分位数及数据的最小值和最大值,绘制出形如由一个箱子和两条线段组成的图形,从而得到箱线图.
最小值
第一四分位数
中位数
第三四分位数
最大值
最小值
第一四分位数
中位数
第三四分位数
最大值
通过观察箱线图,我们发现团队A 和团队B 营销收益的平均数和中位数都非常接近,但是团队A 这12个月的营销收益明显比团队B的波动大.
箱线图不仅可以直观地反映出一组数据的分布特征,而且还可以对多组数据进行整体比较,为我们提供更多的数据信息
【概况归纳】
1. 箱线图的特征
箱线图是一种统计图表,用于展示数据的集中趋势和离散情况。它主要显示数据的五个统计量:最小值、第一四分位数、第二四分位数、第三四分位数和最大值。通过箱线图,可以直观地观察数据的分布特征.
2. 画箱线图的方法
先将数据按从小到大的顺序排列,找出其中的最小值、最大值,计算四分位数,连接第一四分位数、第三四分位数画出箱体;再将最小值与最大值与箱体相连接,中位数在箱体内部.
例题讲解
例2 甲、乙两地同一天的气温记录如下表所示.
时刻 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 24:00
甲/ ℃ 11 9 10 12 16 21 23 24 21 18 16 14 13
乙 /℃ 13 11 12 14 15 17 19 21 20 18 17 16 15
分别计算甲、乙两地气温的四分位数,在同一幅图中画出箱线图,据此比较甲、乙两地的气温特点.
解 : 将表中两地的气温(单位:℃)分别按从小到大的顺序排列,可得
甲地 : 9、10、11、12、13、14、16、16、18、21、21、23、24;
乙地 : 11、12、13、14、15、15、16、17、17、18、19、20、21.
甲、乙两地气温各有13个数据,甲地气温的最小值为9,最大值为24,
三个四分位数分别为m50=16,m25=11.5,m75=21
乙地气温的最小值为11,最大值为21
,三个四分位数分别为m50=16,m25=13.5,m75=18.5
在同一幅图中画出两地气温的箱线图,如图所示.
可以看出,甲、乙两地气温的中位数相同,但甲地气温的波动明显比乙地的大,甲地约有25%时刻的气温高于乙地的最高温度,约有25%时刻的气温低于乙地的最低温度。
箱线图的箱体可以水平放置,也可以垂直放置,如图所示,可以根据实际情况灵活选用
1.为激发同学们对无人机的兴趣,某校无人机兴趣社团在校内
进行选拔赛,8名参赛学生的成绩(单位:分)依次为65,95,
75,70,95,85,92,80,则这组数据的第一四分位数为
( )
D
A.93 B.92 C.91.5 D.72.5
随堂演练
16
2.如图23-3-1是根据某校八年级(2)班学生跳绳次数制作
的箱线图,由此图不能确定这组数据的( )
D
图23-3-1
A.第三四分位数
B.中位数
C.最大值
D.平均数
17
3.某考生参加某高校的综合评价招生并成功通过了初试,在面
试阶段,8位老师根据考生表现打分(单位:分),该考生的得
分由低到高依次为76,,,80,80,81,84,85,若这组数
据的第一四分位数为77,则该考生这次面试的平均得分为
( )
B
A.79分 B.80分 C.81分 D.82分
18
4.某班级30名学生的数学成绩已按升序排列,其中第5个到第10
个数据分别为72,75,78,80,83,85,则这30个数据的第一四分位数
为____.
80
19
图23-3-2
5.某老师绘制了一次数学小测验中甲、
乙、丙三个班级学生得分的箱线图
(如图23-3-2),若每班都有42名学生,
则三个班级的第11名中,____班的分数
最高.(填“甲”“乙”或“丙”)
丙
20
6. 已知一组数据按从小到大排列如下:11,12,
15,,17, ,22,26.经计算,该组数据的中位数是16,
分位数是20,则____, ____.
15
18
21
7. 2026年3月13日,长征八号甲运载火箭在海南
商业航天发射场点火升空,随后将卫星互联网低轨20组卫星
送入预定轨道,发射任务取得圆满成功.为科普航天知识,某
校组织学生参与航天知识竞答活动,某班8名同学成绩如下:
7,6,8,9,8,7,10,,若去掉,该组数据的 分
位数保持不变,则整数 的值可以是_________
_______________(写出一个满足条件的 值即可).
8
(答案不唯一)
22
8.求下列这组数据的四分位数:
6,47,49,15,42,41,7,39,43,40,36,48.
解:将这12个数据从小到大排序:6,7,15,36,39,40,
41,42,43,47,48,49.
,.
,.
,.
23
9.甲、乙两组的测试成绩(单位:分)如下:
甲:91,96,70,89,60,70,100,80,92,98;
乙:92,93,70,88,82,75,96,80,92,95.
(1)甲组数据的第一四分位数,第二四分位数,第三四分
位数分别为____________;
解:(1)把甲组数据从小到大排列为60,70,70,80,89,91,92,96,98,100.
∵10×25%=2.5,∴m25=70.∵10×50%=5,∴m50==90.
∵10×75%=7.5,∴m75=96.故答案为70,90,96.
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(2)根据四分位数可绘制如图23-3-4所示的箱线图,观察图中乙
组的箱线图,绘制甲组的箱线图;
图23-3-4
解:如图所示.
25
(3)根据对箱线图和四分位数的理解,谈谈你对甲、乙两组成
绩的看法.
解:根据箱线图,可知甲、乙两组成绩的中位数相同,甲组成绩比
较分散,乙组成绩比较集中.(合理即可)
26
课堂小结
四分位数与箱线图
四分位数
特征
箱线图
特征
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