内容正文:
4.3 四分位数和箱线图(2)
—箱线图
学业质量要求:
1. 理解箱线图的构成要素:最小值,第一四分位数,中位数,第三四分位数,最大值,会读懂箱线图传递的数据分布信息.
2. 会根据五数概括绘制箱线图,能够利用箱线图直观对比多组数据集中趋势、离散程度,提升数据分析素养.
学习重点:
读懂箱线图,利用箱线图对比分析多组数据.
学习难点:
结合实际情境解读箱线图,分析数据集中、分散、极端情况.
学习过程:
一、情境导入,驱动思考
小明分别用两张相同的A4 纸折出甲、乙两种纸飞机,各 试 飞了12次,每次飞行的距离记录见下表.如何通过分析表中的数据全面评估两种纸飞机的表现水平?
甲 乙
纸飞机
飞行距离/m
甲
17.3
18.4
18.9
21.6
16.7
18.8
19.0
22.5
20.2
18.8
19.3
19.5
乙
14.3
15.6
23.2
15.2
22.4
14.6
16.5
24.0
20.8
15.6
14.6
22.4
二、自主探究,新知建构
1.箱线图的概念
上述问题我们可以利用平均数比较甲、乙两种的平均表现水平.
∵计算得: , .
∴
我们也可以用三个四分位数来比较.请计算甲、乙两种纸飞机的三个四分位数.
为了直观地比较两组数据,我们可以将数据的最小值、最大值、四分位数用图表示.
(1)该图由箱体和线段组成.上、下两端的线段分别表示数据的 、 ,它们的差是这组数据的 .
(2)箱体部分由上到下的三条线段依次表示数据的 、 、 .
(3)箱体部分代表中间 的数据.
像这样,利用一组数据的最大值、最小值及四分位数这5个数据直观描述一组数据分布情况的统计图称为 .
2.读图分析
(1)下图是问题情境中甲、乙两种纸飞机飞行距离的箱线图.和同桌说一说,从箱线图中你获得哪些信息?
(2)箱线图能够直观反映数据的哪些信息?
参考:(1)比较甲、乙两种纸飞机的箱线图,箱体部分说明甲种纸飞机的数据比较集中,乙种纸飞机的数据比较分散;甲种纸飞机的中位数高于乙种纸飞机,说明就中等水平看,前者更好;乙种纸飞机的第三四分位数远高于 甲种纸飞机,说明乙种纸飞机的高水平表现有较大优势.所以,总体可以认为甲种纸飞机表现比较稳定,但没有突出的表现;而乙种纸飞机表现虽然波动较大,但高水平表现较好.图4 - 3
(2)箱线图可以直观地反映一 组数据的分布情况,也可以比 较两组数据的整体特征.
讨论:小明要参加纸飞机比赛,如果比赛规则是纸飞机飞行12次取最远的3次成绩的平均成绩,那么选择哪个纸飞机参赛?如果取12次飞行的平均成绩呢?
3.典例剖析
例2 为分析添加剂对水泥预制板承载能力的作用,原方法、新方法各浇筑 9 块预制板,承载能力(单位:kg)如下.
原方法:78.1,72.4,76.2,74.3,77.4,78.4,75.5,76.7,77.3
新方法:79.1,81.0,77.3,80.0,79.1,78.3,80.2,82.1,78.6
(1)绘制两组数据的箱线图,对比两种方法;
(2)通过对比,你能得出什么结论?
思路分析:先排序求五数概括,再绘制箱线图;从箱体位置、四分位数、最大值最小值综合比较两组数据.
解:
(1)对各组数据分析、计算如下:
方法
最小值
第一
四分位数
第二
四分位数
第三
四分位数
最大值
原方法
72.4
75.5
76.7
77.4
78.4
新方法
________
________
________
________
________
绘制箱线图,如图.
(2)
四、学以致用,当堂巩固
甲、乙两个小组的学生比赛每分钟跳绳的次数,下面是得到的数据:
甲组:156, 166, 185, 146, 124, 146, 184, 188, 168
乙组:187, 181, 133, 132, 178, 176, 140, 162, 184, 181
画出上述两组数据的箱线图,并比较两个小组的总体表现.
五、梳理归纳,素养提升
1.根据下面知识结构图,自主完善本节课知识框架:
课堂反思
(1)箱线图能不能看出平均数?
(2)箱体宽代表什么含义?
六、分层落实,拓展延伸
1.关于箱线图,下列说法错误的是( )
A.箱线图可以显示数据的最大值和最小值
B.箱体部分的长度反映了中间50%数据的离散程度
C.中位数一定位于箱体的正中间
D.箱线图适合用于比较多组数据的分布特征
2.有一组被墨水污染的数据:4,17,7,14,★,★,★,16,10,4,4,11,其箱线图如图所示.下列说法错误的是( )
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必有一个数是3,一个数是18
3.拟派一名射击运动员参加一项比赛,对甲、乙两名射击运动员进行了10次选拔比赛,他们成绩的箱线图如图所示.经预测,射击成绩为7环及以上就能入围决赛,在这项比赛中为了取得较好的名次,应派________运动员参加比赛.
4.甲、乙两组的体育测试成绩(百分制)如下:
甲:60,65,70,80,88,92,93,96,98,100;
乙:70,92,80,85,96,93,x,71,93,94.
某同学计算了两组成绩的四分位数,如下表所示.
分组
第一
四分位数
第二
四分位数
第三
四分位数
甲
a
m
b
乙
80
90
93
(1)根据甲组数据,a=________,m=________,b=________.
(2)在图中根据四分位数绘制出甲组测试成绩的箱线图,并观察图中乙组测试成绩的箱线图求x的值.
(3)结合箱线图,你认为哪组成绩更好?请说明理由.
分层落实,拓展延伸参考答案
1.【答案】C
【知识点】箱线图(箱线图)
【分析】掌握箱线图的构成:最小值、第一四分位数、中位数、第三四分位数、最大值;箱体代表中间50%数据.
【详解】解:箱线图可以显示最大值、最小值,A正确;箱体长度反映中间 50% 数据离散程度,B 正确;中位数是箱体内部一条线,不一定在箱体正中间,C 错误;箱线图适合多组数据对比分布,D 正确.故选 C.
2.【答案】B
【知识点】箱线图、四分位数
【分析】由箱线图读出:最小值3,=4,中位数 = 10,=15,最大值 18;一共 13 个数据.
【详解】解:由箱线图可知:
第一四分位数是4,A 正确;
中位数是10.5,B 错误;
第三四分位数是15,C正确;
箱线图读出最小值是3,最大值是18,而没有污染的数字里没有,所以被墨水污染的数据中必有一个数是3,一个数是18,D正确.故选B.
3.【答案】乙
【知识点】箱线图
【分析】7 环及以上可以入围决赛,观察箱线图,乙整体成绩更高,高分段占比更大.
【详解】解:∵乙运动员成绩整体偏高,中位数更高,高分成绩更多,更易拿到 7 环及以上,
∴应派乙运动员参加比赛.
4.【知识点】四分位数、箱线图
【分析】先将甲组数据排序,按苏科版规则计算四分位数;乙组结合四分位数反求x;利用箱线图分析两组数据优劣.
【详解】
(1) 甲组数据:60,65,70,80,88,92,93,96,98,100,一共 10 个.
i=10×0.25=2.5,向上取整,第 3 个数,a=70;
i=10×0.5=5,取第 5、6 个数平均数,m=;
i=10×0.75=7.5,向上取整,第 8 个数,b=96.
(2) 乙组原始数据:70,92,80,85,96,93,x,71,93,94,共 10 个.
已知乙第一四分位数 = 80,中位数 = 90,第三四分位数 = 93.
把已知 9 个数字排序:70,71,80,85,92,93,93,94,96.
一共 10 个数据,中位数是第 5、6 个数的平均数等于90.
10 个位置:第 5、第 6 位平均 = 90.
将x插入排序后,.
现有数字:70,71,80,85,92,93,93,94,96.
只有x=88,完整排序:70,71,80,85,88,92,93,93,94,96.
验证:
i=10×0.25=2.5,向上取整第3位 = 80,符合 m25=80;
中位数,符合;
i=10×0.75=7.5,向上取整第8位 = 93,符合 m75=93.
∴x=88.
(3) 示例:乙组成绩更好.理由:两组中位数相同,乙组的第一四分位数高于甲组,乙组下半部分数据整体更高,低分更少,整体成绩更优.
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