内容正文:
第23章 数据分析与统计估计
23.5 数据的分类
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学习目标
1.会默写组内离差平方和的公式和组间离差平方和公式;
2.能用公式求出数据的组内离差平方和与组间离差平方和;
3.能根据“组内离差平方和达到最小”对数据进行分组.
低阶目标:
高阶目标:
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1.在统计学里,数据的离散程度可以用___________,________等统计量来刻画.
离差平方和
方差
2.离差平方和是各个数据与它们平均数之差的平方和,即
3.方差是各个数据与它们平均数之差的平方的平均数,即
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3
在前面的学习中,我们知道,离差平方和可以刻画一组数据的离散程度.接下来,我们利用离差平方和刻画组内数据的离散程度,进而对数据进行分组.
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是指每组数据的离差平方和的和.
组内离差平方和
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低阶目标:1.会默写组内离差平方和的公式和组间离差平方和公式;
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设一组数据为x1, x2, …, xm,xm+1,xm+2, …, xn, 将这组数据分为两组,第一组为x1, x2, …, xm,第二组为xm+1,xm+2, …, xn.
两组数据的平均数分别为a= (x1+ x2+ …+ xm),b= (xm+1+ …+ xn),则n个数据的平均数为 = a+ b.
组内离差平方和
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试理解并尝试计算:
将一组数据: 1 3 7 9分为两组,第一组为:1 3 ,第二组为:7 9 ,
两组数据的平均数分别为: 则这4个数据的平均数为:
低阶目标:1.会默写组内离差平方和的公式和组间离差平方和公式;
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组内离差平方和
则有
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其中,设
试理解并尝试计算:将一组数据: 1 3 7 9分为两组,第一组为:1 3 ,第二组为:7 9 , 与 以及S2分别是多少?
低阶目标:1.会默写组内离差平方和的公式和组间离差平方和公式;
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组内离差平方和
称 为组内离差平方和(简称组内差),称 为组间离差平方和(简称组间差).
一个合理的分组原则是使组内差 达到最小,组间差 达到最大.但根据 ,由于总体的离差平方和S2不变,则只需考虑使组内差 达到最小即可.
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将一组数据:1 3 7 9分为两组,有几种分法?猜想那种分法的组内差最小?并计算验证。
低阶目标:2.能用公式求出数据的组内离差平方和与组间离差平方和;
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例1 10个城市某月的每月最高温度的平均数(简称平均温度)如表所示:
根据平均高温的组内离差平方和最小的原则,把这10个城市分为两组.
城市 北京 石家庄 呼和浩特 哈尔滨 上海 广州 海口 成都 贵阳 昆明
平均高温/℃ 3 3 -3 -11 10 21 22 12 9 17
高阶目标:3.能根据“组内离差平方和达到最小”对数据进行分组.
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解:将表中的数据按从小到大排列,可得
-11 -3 3 3 9 10 12 17 21 22
将它们分成两组共有9种情况,利用计算器或信息技术工具,分别计算组内离差平方和(结果保留小数点后一位),如表所示:
分组情况 第一组离差平方和 第二组离差平方和 组内离差平方和
第一组1个,第二组9个 0 584.2 584.2
第一组2个,第二组8个 32 380.9 412.9
第一组3个,第二组7个 98.7 285.7 384.4
第一组4个,第二组6个 132 158.8 290.8
第一组5个,第二组5个 228.8 113.2 342
第一组6个,第二组4个 308.8 62 370.8
第一组7个,第二组3个 397.4 14 411.4
第一组8个,第二组2个 562 0.5 562.5
第一组9个,第二组1个 789.6 0 789.6
高阶目标:3.能根据“组内离差平方和达到最小”对数据进行分组.
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观察最后一列组内离差平方和可以发现,当按第一组4个,第二组6个分组时,组内离差平方和最小.因此,按组内离差平方和最小的分法为
北京,石家庄,呼和浩特,哈尔滨为一组;上海,广州,海口,成都,贵阳,昆明为一组.
高阶目标:3.能根据“组内离差平方和达到最小”对数据进行分组.
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课堂小结
组内离差平方和达到最小
分组
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当堂练习
1.将数据2,8,4,10,1,7按照组内离差平方和最小的原则分为两组时,需对( )种分组方法分别进行组内离差平方和进行计算比较.
A. 4 B. 5 C. 6 D. 3
B
2.数据7,9,11,13,15按组内离差平方和最小原则分两组(一组2个、一组3个),正确分组是( )
A.{7,9}与{11,13,15} B.{7,11}与{9,13,15}
C.{7,15}与{9,11,13} D.{11,15}与{7,9,13}
A
低阶目标:1+2.
低阶目标:1+2.
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3.有6个水蜜桃测出了他们的Brix值(糖度值,值越大越甜)如下:16、17、18、18、18、19;以下是计算各种情况的组内离差平方和表(精确到0.01):
(1)将表格补充完整;
(2)如果要将这组水蜜桃分为“优品”和“精品”,应该如何分,为什么?
序 分组情况 组内离差平方和
第1组 第2组
1 16 17、18、18、18、19 2.00
2 16、17 18、18、18、19
3 16、17、18 18、18、19
4 16、17、18、18 18、19 3.25
5 16、17、18、18、18 19 3.20
1.25
2.67
当堂练习
高阶目标:3.
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解:(1)第1组数据为16、17,则平均数为 (16+17)÷2=16.5,
第2组数据为 18、18、18、19, 则平均数为 (18+18+18+19)÷4=18.25,
∴组内离差平方和为[ (16.5−16)2+(16.5−17)2]+[3×(18.25−18)2+(18.25−19)2]=1.25;
第1组数据为16、17、18,则平均数为 (16+17+18)÷3=17,
第2组数据为:18、18、19, 则平均数为 (18+18+19)÷3=18,
∴组内离差平方和为 [(16−17)2+(17−17)2+(17−18)2]+[(18−18)2+(18−18)2+(19−18)2]≈2.67.
(2)∵前2个一组,后4个一组时的组内离差平方和为1.25最小,
∴分组如下:
优品:16、17;精品:18、18、18、19.
高阶目标:3.
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