内容正文:
第二十三章 数据分析与统计估计
23.3 四分位数与箱线图
第1课时
学习目标
1.理解四分位数的概念,能准确计算一组数据的四分位数.
2.学会箱线图的绘制步骤,并能从箱线图中解读数据的分布特征.
3.会用四分位数、箱线图解决实际问题.
学习重难点
理解四分位数的概念,能准确计算一组数据的四分位数.
掌握箱线图的绘制步骤,能从箱线图中提取关键数据信息.
难点
重点
新知引入
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
观察与思考
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?
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这组数据的中位数是30,它把这组数据分成两组数据:15,18,21,25,26,29和31,33,35,42,43.这两组数据的中位数分别是23和37.这样,23,30,37三个数就将上面的12个数据分成了个数相等的四部分,如图所示.
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知识点1 四分位数
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.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).
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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.
新知探究
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解读
判断四分位数的步骤及方法:
步骤 方法
(1)将数据从小到大排列
(2)确定第二四分位数m50 数据个数是奇数,最中间数是第二四分位数;数据个数是偶数,最中间两数的平均数是第二四分位数;
(3)确定第一四分位数m25和第三四分位数m75 小于m50数据的中位数是第一四分位数m25,大于m50数据的中位数是第三四分位数m75
特别提醒
1. 排序是前提:必须将数据按由小到大顺序排序(按由大到小顺序排序会出现第一、三四分位数换位).
2.确定位置是关键:数据个数为奇数和偶数时,中位数的确定方法不同.
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:
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.
一起探究
团队 每个月的营销收益/万元
A 3.12 3.15 4.18 4.12 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
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首先,我们用平均数和中位数来评价他们的营销水平,通过计算可以得到:(数据精确到0.01)
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.
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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:
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.
类似地,可以解释团队B的相应营销水平.
团队 m25 m50 m75
A 4.20 4.91 5.44
B 4.59 4.89 5.13
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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,如图所示.
知识点2 箱线图
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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.
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解读
1. 箱线图的五要素:一组数据的三个四分位数及最小值和最大值.
2. 箱线图的结构:如图,箱线图由矩形箱体和从箱体延伸出的两条水平线段(称为须线)构成.
3. 箱线图的画法
(1)找出一组数据的最小值、第一四分位数、第二四分位数、第三四分位数和最大值,并用5 条竖线分别对应这5 个数据;
(2)连接第一四分位数和第三四分位数,画出“箱体”;
(3)将最小值和最大值与“箱体”相连接,第二四分位数在“箱体”中间.
注意:箱线图可以画成横向的,也可以画成竖直的.
特别解读
箱线图能较为全面的反映数据的分布情况:
1.箱体长度:箱体越长,中间50%的数据越分散,箱体越短,中间50%的数据越集中.
2. 须线长度: 须线越长,说明数据在两端分布越广,数据整体离散程度高;须线越短,说明数据在两端分布越集中,离散程度低.
3.上须线显著长于下须线:存在偏大的值;
下须线显著长于上须线:存在偏小的值;
须线长度基本对称:数据在两端均匀分布.
随堂演练
1.已知一组数据:8,4,2,6,4,5,1,2,则这组数据的第一四分位数为( )
A.3 B.2 C.6 D.5
2. 春季学期开学后,全国多地学校将课间活动时间从分钟延长到分钟,鼓励孩子们走出教室,充分享受课余时光.某校通过各种丰富的课间活动,让课间休息落到实处,某班篮球队有篮球运动员8人,利用大课间进行投篮训练,每人投篮10个,投中球数如表.
在投中球数的这组数据中,75%分位数为( )
A.3.5 B.4.5 C.5.5 D.6.5
B
D
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3.有一组被墨水污染的数据:4,17,7,14,★,★,
★,16,10,4,4,11,其箱线图如图.
下列说法不正确的是( )
A. 这组数据的第一四分位数是4
B. 这组数据的中位数是10
C. 这组数据的第三四分位数是15
D. 被墨水污染的数据中一个数是3,一个数是18
B
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4.某射击运动员射击12 次,成绩(单位:环)如下:
10,10.2,10.3,9.8,10.8,10.5,10.8,10.6, 10.9,10.8,9.9,10.
求这组数据的四分位数.
解:将这12 个数据由小到大排序:
9.8,9.9,10,10,10.2,10.3,10.5,10.6,10.8,10.8,10.8,10.9.
m50=×(10.3+10.5)=10.4,m25=×(10+10)=10,
m75=×(10.8+10.8)=10.8.
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拓展提升
1.关于如图所示的箱线图,下列说法正确的是( )
A.这组数据最大值是163
B.这组数据的平均数是150
C.m50到m75的数据较m25到m50的数据集中
D.此箱线图不能反映这组数据的分布情况
C
2.周老师根据班级学生某次练习中某道题(满分4 分)的得分情况,绘制了如下统计图.该班学生这道题得分的第一四分位数是______,第二四分位数是______,第三四分位数是______.
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3.5
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3 . 某公司为了解员工的工作效率,记录了两个部门(A部门和B部门)各15名员工在一天内处理的业务数量,数据如下:
A部门:35,38,40,40,42,45,45,45,48,50,52,55,55,58,60;
B部门:30,32,35,38,40,42,42,45,48,50,52,55,58,60,65.
(1)求出A,B两个部门数据的四分位数,并绘制箱线图;
(2)基于四分位数和箱线图,分析两个部门员工工作效率的数据分布特点.
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解:(1)A部门数据的第一四分位数是由小到大排列的第4个数,为40,第二四分位数为45,第三四分位数是由小到大排列的第12个数,为55;同理,B部门数据的第一四分位数是38,第二四分位数为45,第三四分位数是55.
绘制箱线图如图.
(2)从箱线图看,A部门第一四分位数到第二四分位数距离近,低业务量员工较集中;B部门箱子更长,数据分布更分散,且第三四分位数到最大值距离远,高业务量员工更分散.
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课堂小结
四分位数与箱线图
四分位数
箱线图
数
形
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绿卡图书—走向成功的通行证
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