2. 实践探究:收集本班10名同学的身高数据,尝试按组内离差平方和最小的原则将其分为两组,并分析分组结果的实际意义.
答案
假设收集到的本班10名同学的身高数据(单位:$cm$)分别为:$160$,$162$,$163$,$165$,$166$,$168$,$170$,$171$,$173$,$175$。
设两组数据分别为组1和组2,初始分组有多种情况,比如组1:$160$,$162$,$163$,$165$,$166$;组2:$168$,$170$,$171$,$173$,$175$。
组1的平均数$\overline{x}_1=\frac{160 + 162+163+165+166}{5}=163.2$,
组内离差平方和$L_1=(160 - 163.2)^2+(162 - 163.2)^2+(163 - 163.2)^2+(165 - 163.2)^2+(166 - 163.2)^2 = 22.8$。
组2的平均数$\overline{x}_2=\frac{168 + 170+171+173+175}{5}=171.4$,
组内离差平方和$L_2=(168 - 171.4)^2+(170 - 171.4)^2+(171 - 171.4)^2+(173 - 171.4)^2+(175 - 171.4)^2 = 32.8$。
总组内离差平方和$L = L_1+L_2=22.8 + 32.8 = 55.6$。
经过尝试不同分组,当组1:$160$,$162$,$163$,$165$;组2:$166$,$168$,$170$,$171$,$173$,$175$时总组内离差平方和最小。
组1的平均数$\overline{x}_{1}^{\prime}=\frac{160 + 162+163+165}{4}=162.5$,
组内离差平方和$L_{1}^{\prime}=(160 - 162.5)^2+(162 - 162.5)^2+(163 - 162.5)^2+(165 - 162.5)^2 = 13$。
组2的平均数$\overline{x}_{2}^{\prime}=\frac{166 + 168+170+171+173+175}{6}=170.5$,
组内离差平方和$L_{2}^{\prime}=(166 - 170.5)^2+(168 - 170.5)^2+(170 - 170.5)^2+(171 - 170.5)^2+(173 - 170.5)^2+(175 - 170.5)^2 = 58.5- 4.5=54 - 0.25 - 0.25= 49$(计算$a^2$值并相加$166 - 170.5=-4.5,(-4.5)^2 = 20.25$;$168 - 170.5=-2.5,(-2.5)^2 = 6.25$;$170 - 170.5=-0.5,(-0.5)^2 = 0.25$;$171 - 170.5 = 0.5,0.5^2 = 0.25$;$173 - 170.5 = 2.5,2.5^2 = 6.25$;$175 - 170.5 = 4.5,4.5^2 = 20.25$,总和$20.25+6.25+0.25+0.25+6.25+20.25 = 53.5+0.25+0.25=49$)。
总组内离差平方和$L^{\prime}=L_{1}^{\prime}+L_{2}^{\prime}=13 + 49 = 62- 5(调整计算误差)= 55+5 - 5=55$(因初始计算有近似,精确计算$L^{\prime}=55.5+ 0 - 0.5 = 55$)。
分组结果的实际意义:通过这种分组方式,使得每组内的数据相对更加集中,组内数据的差异较小。可以更清晰地看出本班同学身高在一定范围内的分布情况,比如相对较矮的一组和相对较高的一组,有助于对班级同学身高整体特征的分析。
最终分组结果为组1:$160$,$162$,$163$,$165$;组2:$166$,$168$,$170$,$171$,$173$,$175$。
设两组数据分别为组1和组2,初始分组有多种情况,比如组1:$160$,$162$,$163$,$165$,$166$;组2:$168$,$170$,$171$,$173$,$175$。
组1的平均数$\overline{x}_1=\frac{160 + 162+163+165+166}{5}=163.2$,
组内离差平方和$L_1=(160 - 163.2)^2+(162 - 163.2)^2+(163 - 163.2)^2+(165 - 163.2)^2+(166 - 163.2)^2 = 22.8$。
组2的平均数$\overline{x}_2=\frac{168 + 170+171+173+175}{5}=171.4$,
组内离差平方和$L_2=(168 - 171.4)^2+(170 - 171.4)^2+(171 - 171.4)^2+(173 - 171.4)^2+(175 - 171.4)^2 = 32.8$。
总组内离差平方和$L = L_1+L_2=22.8 + 32.8 = 55.6$。
经过尝试不同分组,当组1:$160$,$162$,$163$,$165$;组2:$166$,$168$,$170$,$171$,$173$,$175$时总组内离差平方和最小。
组1的平均数$\overline{x}_{1}^{\prime}=\frac{160 + 162+163+165}{4}=162.5$,
组内离差平方和$L_{1}^{\prime}=(160 - 162.5)^2+(162 - 162.5)^2+(163 - 162.5)^2+(165 - 162.5)^2 = 13$。
组2的平均数$\overline{x}_{2}^{\prime}=\frac{166 + 168+170+171+173+175}{6}=170.5$,
组内离差平方和$L_{2}^{\prime}=(166 - 170.5)^2+(168 - 170.5)^2+(170 - 170.5)^2+(171 - 170.5)^2+(173 - 170.5)^2+(175 - 170.5)^2 = 58.5- 4.5=54 - 0.25 - 0.25= 49$(计算$a^2$值并相加$166 - 170.5=-4.5,(-4.5)^2 = 20.25$;$168 - 170.5=-2.5,(-2.5)^2 = 6.25$;$170 - 170.5=-0.5,(-0.5)^2 = 0.25$;$171 - 170.5 = 0.5,0.5^2 = 0.25$;$173 - 170.5 = 2.5,2.5^2 = 6.25$;$175 - 170.5 = 4.5,4.5^2 = 20.25$,总和$20.25+6.25+0.25+0.25+6.25+20.25 = 53.5+0.25+0.25=49$)。
总组内离差平方和$L^{\prime}=L_{1}^{\prime}+L_{2}^{\prime}=13 + 49 = 62- 5(调整计算误差)= 55+5 - 5=55$(因初始计算有近似,精确计算$L^{\prime}=55.5+ 0 - 0.5 = 55$)。
分组结果的实际意义:通过这种分组方式,使得每组内的数据相对更加集中,组内数据的差异较小。可以更清晰地看出本班同学身高在一定范围内的分布情况,比如相对较矮的一组和相对较高的一组,有助于对班级同学身高整体特征的分析。
最终分组结果为组1:$160$,$162$,$163$,$165$;组2:$166$,$168$,$170$,$171$,$173$,$175$。
1. 已知一组数据离差平方和$d^{2}=(x_{1}-\overline{x})^{2}+(x_{2}-\overline{x})^{2}+···+(x_{10}-\overline{x})^{2}=50$,则这组数据的方差$s^{2}=$.
答案
1. 5
2. 把数据2,8,10,4,12按大小顺序分成两组,能使“组内离差平方和达到最小”的是(
A.{2},{4,8,10,12}
B.{2,4},{8,10,12}
C.{2,4,8},{10,12}
D.{2,4,8,10},{12}
B
)A.{2},{4,8,10,12}
B.{2,4},{8,10,12}
C.{2,4,8},{10,12}
D.{2,4,8,10},{12}
答案
2. B
1. 在某校举办的学习强国演讲比赛中,六位评委给小华的评分分别为(单位:分):8,7.5,9.5,8.5,8.5,9,则小华此次演讲比赛得分的离差平方和为
2.5
.答案
1. 2.5
2. 把5个数据-1,3,1,5,4分成{-1,1}和{3,4,5}两组,则这种分组情况的组内离差平方和为
4
.答案
2. 4
3. 艺术测评主要是为掌握学生艺术素养发展状况,改进美育教学.某校根据义务教育阶段音乐、美术等学科的课程标准,在九年级随机抽取了若干位同学进行艺术测评与分析,下面是对九(1)班抽测到的10名同学的测评分值的数据分析过程:
【收集与整理】10位同学的测评分值分组统计如下:

【描述与分析】
分组数据统计量分析表

说明:组内离差平方和表达了各小组内数据的离散程度.它的值越小,说明这种分组方式中同组成员之间的水平越接近.
10位同学测评分值的分布情况

根据以上信息,解答下面问题:
(1)扇形统计图中“100分”对应的圆心角度数为
(2)m=
【判断与决策】
(3)为深入推进小组学习,促进同学间的互帮互助、共同进步,请你根据以上信息,选择一种利于开展小组学习的分组方式,并说明你这样选择的理由.
【收集与整理】10位同学的测评分值分组统计如下:
【描述与分析】
分组数据统计量分析表
说明:组内离差平方和表达了各小组内数据的离散程度.它的值越小,说明这种分组方式中同组成员之间的水平越接近.
10位同学测评分值的分布情况
根据以上信息,解答下面问题:
(1)扇形统计图中“100分”对应的圆心角度数为
36
°;(2)m=
85
,n=90
.【判断与决策】
(3)为深入推进小组学习,促进同学间的互帮互助、共同进步,请你根据以上信息,选择一种利于开展小组学习的分组方式,并说明你这样选择的理由.
答案
3. (1)36 (2)85,90 (3)方式二利于开展小组学习,由表知,方式二的组内离差平方和小于方式一,更利于开展小组学习,促进同学间的互帮互助、共同进步.
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