2026年自我提升与评价八年级数学下册人教版第150页答案
9. $ 10 $ 个苹果的直径如图所示。

请根据组内离差平方和最小的原则,把这 $ 10 $ 个苹果的直径数据分为两组。

答案

1. 数据排序:将10个苹果直径按从小到大排序为:65, 69, 70, 75, 76, 76, 78, 80, 80, 81。
2. 分组计算:考虑连续分组(前k个为第一组,后10-k个为第二组,k=1,2,...,9),计算各组离差平方和总和:
k=3时,第一组[65,69,70],第二组[75,76,76,78,80,80,81]。
第一组:平均值=68,离差平方和=(65-68)²+(69-68)²+(70-68)²=9+1+4=14。
第二组:平均值=78,离差平方和=(75-78)²+(76-78)²×2+(78-78)²+(80-78)²×2+(81-78)²=9+8+0+8+9=34。
总离差平方和=14+34=48,为最小值。
3. 结论:分为两组:[65,69,70]和[75,76,76,78,80,80,81]。
现有数据:$ 1,3,5,7,9,11 $。请分析:分成两组(每组 $ 3 $ 个数据)和分成三组(每组 $ 2 $ 个数据),哪种分组方式的组内离差平方和更小?并说明规律。

答案

①分成两组(每组3个数据)的情况:
一种可能的分组:$\{1,3,5\}$和$\{7,9,11\}$。
对于第一组$\{1,3,5\}$:
离差平方和 $S_1 = (1 - 3)^2 + (3 - 3)^2 + (5 - 3)^2 = 4 + 0 + 4 = 8$,
对于第二组$\{7,9,11\}$:
离差平方和 $S_2 = (7 - 9)^2 + (9 - 9)^2 + (11 - 9)^2 = 4 + 0 + 4 = 8$,
总离差平方和 $S_{\mathrm{total},2} = S_1 + S_2 = 8 + 8 = 16$,
另一种可能的分组(例如$\{1,5,11\}$和$\{3,7,9\}$)的离差平方和会更大,因此16是最小的组内离差平方和。
②分成三组(每组2个数据)的情况:
一种可能的分组:$\{1,3\}$,$\{5,7\}$,$\{9,11\}$,
对于第一组$\{1,3\}$:
离差平方和 $S_1 = (1 - 2)^2 + (3 - 2)^2 = 1 + 1 = 2$,
对于第二组$\{5,7\}$:
离差平方和 $S_2 = (5 - 6)^2 + (7 - 6)^2 = 1 + 1 = 2$,
对于第三组$\{9,11\}$:
离差平方和 $S_3 = (9 - 10)^2 + (11 - 10)^2 = 1 + 1 = 2$,
总离差平方和 $S_{\mathrm{total},3} = S_1 + S_2 + S_3 = 2 + 2 + 2 = 6$,
规律:在数据量总和一定的情况下,分组内数据量越接近(即每组2个或3个等相近的数量),并且数据本身分布越均匀时,组内离差平方和通常会更小。在这个特定例子中,分成三组(每组2个数据)的组内离差平方和更小。