Gia Sư SV · Toán 11 · Học kỳ I
Bài 9Các số đặc trưng đo xu thế trung tâm
Lý thuyết, đề bài, bảng số liệu và thứ tự được trình bày theo ảnh tài liệu Chương 3. Phần hướng dẫn giải được biên soạn bổ sung.
A. Lý thuyết
Trong toàn bộ bài này, ta xét mẫu số liệu ghép nhóm cho bởi bảng
| Nhóm | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Tần số |
với cỡ mẫu .
1. Số trung bình
Định nghĩa: Số trung bình:
với là giá trị đại diện của nhóm .
2. Trung vị
Định nghĩa:
Bước 1. Nhóm chứa trung vị là nhóm thứ p: đầu tiên có tần số tích lũy đạt tới .
Bước 2.
(quy ước nếu p = 1 thì ).
3. Tứ phân vị
Định nghĩa:
: nhóm thứ p chứa là nhóm đầu tiên có tần số tích lũy đạt tới .
: tương tự, thay bởi .
4. Mốt
Định nghĩa:
Bước 1. Nhóm chứa mốt là nhóm thứ j: có tần số lớn nhất.
Bước 2.
(h là độ dài nhóm; quy ước ). Chỉ áp dụng khi các nhóm có độ dài bằng nhau.
Chú ý: Mốt của mẫu ghép nhóm chỉ là giá trị xấp xỉ của mốt trong mẫu số liệu gốc. Một mẫu số liệu ghép nhóm có thể không có mốt hoặc có nhiều hơn một mốt.
B. Ví dụ
Thời gian (phút) truy cập internet mỗi buổi tối của một nhóm học sinh được cho trong bảng sau:
| Thời gian (phút) | [9,5;12,5) | [12,5;15,5) | [15,5;18,5) | [18,5;21,5) | [21,5;24,5) |
|---|---|---|---|---|---|
| Số học sinh | 3 | 12 | 15 | 24 | 2 |
- Tính trung vị của mẫu số liệu ghép nhóm này.
- Tìm tứ phân vị thứ nhất và tứ phân vị thứ ba .
Xem hướng dẫn giải
Cỡ mẫu là . Tần số tích lũy lần lượt là 3; 15; 30; 54; 56.
- Vì , nhóm chứa trung vị là [15,5;18,5). Do đó phút.
- Vị trí thuộc nhóm [12,5;15,5); vị trí thuộc nhóm [18,5;21,5). Vì vậy phút và phút.
Lượng điện tiêu thụ (kWh) trong tháng của 44 hộ gia đình trong một khu chung cư được ghép nhóm như sau:
| Lượng điện (kWh) | [100;150) | [150;200) | [200;250) | [250;300) | [300;350) |
|---|---|---|---|---|---|
| Số hộ | 6 | 12 | 14 | 8 | 4 |
- Tính lượng điện tiêu thụ trung bình mỗi hộ (làm tròn đến hàng phần trăm).
- Tính trung vị của mẫu số liệu.
- Tính tứ phân vị thứ nhất và thứ ba .
- Tính mốt của mẫu số liệu.
Xem hướng dẫn giải
Các giá trị đại diện là 125; 175; 225; 275; 325. Tần số tích lũy: 6; 18; 32; 40; 44.
- kWh.
- kWh.
- kWh; kWh.
- Nhóm chứa mốt là [200;250), nên kWh.
Số lần vắng học trong học kì I của 30 học sinh lớp 11E được cho trong bảng sau:
| Số lần vắng | 0–1 | 2–4 | 5–8 |
|---|---|---|---|
| Số học sinh | 12 | 11 | 7 |
- Hiệu chỉnh mẫu số liệu rồi tính số lần vắng học trung bình của lớp.
- Tính trung vị của mẫu số liệu (làm tròn đến hàng phần trăm).
Xem hướng dẫn giải
- Hiệu chỉnh thành [−0,5;1,5), [1,5;4,5), [4,5;8,5). Giá trị đại diện lần lượt là 0,5; 3; 6,5. Số lần vắng học trung bình là lần.
- Vị trí thuộc nhóm thứ hai, vì . Do đó lần.
Người ta khảo sát chiều dài (cm) của 40 con cá trong một ao nuôi:
| Chiều dài (cm) | [15;20) | [20;25) | [25;30) | [30;35) | [35;40) |
|---|---|---|---|---|---|
| Số con | 5 | 10 | 14 | 7 | 4 |
- Tính chiều dài trung bình của các con cá (làm tròn đến hàng phần trăm).
- Tính mốt và nêu ý nghĩa thực tiễn.
Xem hướng dẫn giải
- Các giá trị đại diện là 17,5; 22,5; 27,5; 32,5; 37,5. Do đó cm.
- Nhóm chứa mốt là [25;30). cm. Theo mẫu ghép nhóm, chiều dài phổ biến nhất được ước lượng khoảng 26,82 cm.
Thời gian chờ (phút) của khách hàng tại hai chi nhánh A và B của một ngân hàng được ghi lại trong bảng sau (mỗi chi nhánh khảo sát 40 khách hàng):
| Thời gian chờ | [0;5) | [5;10) | [10;15) | [15;20) |
|---|---|---|---|---|
| Chi nhánh A | 8 | 16 | 12 | 4 |
| Chi nhánh B | 4 | 12 | 16 | 8 |
Tính thời gian chờ trung bình ở mỗi chi nhánh và cho biết chi nhánh nào phục vụ nhanh hơn.
Xem hướng dẫn giải
Giá trị đại diện của bốn nhóm lần lượt là 2,5; 7,5; 12,5; 17,5 phút.
phút.
phút.
Theo mẫu khảo sát, chi nhánh A phục vụ nhanh hơn xét theo thời gian chờ trung bình, thấp hơn B 2 phút.
Số cuốn sách mượn trong tháng của 45 học sinh một trường THPT được ghép nhóm như sau:
| Số cuốn sách | [0;4) | [4;8) | [8;12) | [12;16) |
|---|---|---|---|---|
| Số học sinh | 10 | 18 | 12 | 5 |
- Tính số cuốn sách trung bình mỗi học sinh đã mượn trong tháng.
- Tính trung vị và mốt của mẫu số liệu (làm tròn đến hàng phần trăm).
Xem hướng dẫn giải
- Giá trị đại diện là 2; 6; 10; 14. cuốn.
- Tần số tích lũy là 10; 28; 40; 45, nên trung vị thuộc nhóm [4;8). cuốn. Nhóm này cũng chứa mốt: cuốn.
C. Bài tập
Phần 1. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn
Giá trị đại diện của nhóm [45,5;50,5) là
Xem đáp án và giải thích
Đáp án B.
Giá trị đại diện là .
Cho mẫu số liệu ghép nhóm có các giá trị đại diện 12; 16; 20 với tần số lần lượt 5; 9; 6. Số trung bình của mẫu bằng
Xem đáp án và giải thích
Đáp án B.
Số trung bình là .
Trong công thức tính trung vị của mẫu số liệu ghép nhóm, đại lượng là
Xem đáp án và giải thích
Đáp án B.
Chỉ số p chỉ nhóm chứa trung vị; là tần số của nhóm đó.
Mẫu số liệu ghép nhóm có cỡ mẫu . Để tìm nhóm chứa trung vị, ta tìm nhóm đầu tiên có tần số tích lũy đạt tới
Xem đáp án và giải thích
Đáp án B.
Vị trí xác định nhóm chứa trung vị là .
Mẫu số liệu ghép nhóm có cỡ mẫu . Nhóm chứa tứ phân vị thứ ba là nhóm đầu tiên có tần số tích lũy đạt tới
Xem đáp án và giải thích
Đáp án C.
Vị trí xác định nhóm chứa là .
Tứ phân vị thứ hai của mẫu số liệu ghép nhóm chính là
Xem đáp án và giải thích
Đáp án B.
Theo định nghĩa, .
Nhóm chứa mốt của mẫu số liệu ghép nhóm là nhóm
Xem đáp án và giải thích
Đáp án B.
Với các nhóm có độ dài bằng nhau, nhóm chứa mốt được chọn là nhóm có tần số lớn nhất.
Thời gian chờ khám của 36 bệnh nhân tại một phòng khám có tổng . Thời gian chờ trung bình xấp xỉ
Xem đáp án và giải thích
Đáp án B.
Số trung bình là phút.
Ý nghĩa của tứ phân vị đối với mẫu số liệu ghép nhóm là
Xem đáp án và giải thích
Đáp án B.
Ba tứ phân vị chia mẫu đã sắp thứ tự thành bốn phần, mỗi phần chứa khoảng một phần tư số quan sát.
Mốt của mẫu số liệu ghép nhóm chỉ được định nghĩa khi
Xem đáp án và giải thích
Đáp án B.
Theo định nghĩa và công thức dùng trong bài học, các nhóm phải có độ dài bằng nhau. Mẫu không nhất thiết chỉ có một nhóm đạt tần số lớn nhất.
Phần 2. Câu trắc nghiệm đúng – sai
Cho mẫu số liệu ghép nhóm về lượng điện tiêu thụ (kWh) trong tháng của 44 hộ gia đình:
| Lượng điện (kWh) | [100;150) | [150;200) | [200;250) | [250;300) | [300;350) |
|---|---|---|---|---|---|
| Số hộ | 6 | 12 | 14 | 8 | 4 |
- Lượng điện tiêu thụ trung bình mỗi hộ xấp xỉ 215,91 kWh.
- Nhóm chứa trung vị là [200;250) và kWh.
- Mốt của mẫu số liệu là kWh.
- Số trung bình, trung vị và mốt của mẫu số liệu này bằng nhau.
Xem đáp án và giải thích
a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai
- Số trung bình là kWh.
- Vị trí 22 thuộc nhóm [200;250). kWh.
- kWh.
- Ba kết quả 215,91; 214,29; 212,5 khác nhau.
Thời gian (phút) truy cập internet mỗi buổi tối của một nhóm học sinh:
| Thời gian (phút) | [9,5;12,5) | [12,5;15,5) | [15,5;18,5) | [18,5;21,5) | [21,5;24,5) |
|---|---|---|---|---|---|
| Số học sinh | 3 | 12 | 15 | 24 | 2 |
- Cỡ mẫu bằng 56 và tần số tích lũy của ba nhóm đầu là 30.
- Trung vị của mẫu số liệu là phút.
- Tứ phân vị thứ nhất là phút.
- Nhóm chứa mốt của mẫu số liệu là nhóm [15,5;18,5).
Xem đáp án và giải thích
a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai
- Cỡ mẫu là ; tần số tích lũy ba nhóm đầu là .
- phút.
- phút.
- Nhóm chứa mốt là [18,5;21,5), có tần số lớn nhất 24; không phải [15,5;18,5).
Bảng sau cho biết chiều cao (cm) của 50 học sinh lớp 11A:
| Chiều cao (cm) | [145;150) | [150;155) | [155;160) | [160;165) | [165;170) |
|---|---|---|---|---|---|
| Số học sinh | 7 | 14 | 10 | 10 | 9 |
- Nhóm chứa mốt là [150;155).
- Mốt của mẫu số liệu xấp xỉ 153,18 cm.
- Nhóm chứa trung vị là [155;160).
- Số học sinh cao từ 160 cm trở lên chiếm hơn một nửa lớp.
Xem đáp án và giải thích
a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai
- Nhóm [150;155) có tần số lớn nhất 14, nên chứa mốt.
- cm.
- Vị trí nằm giữa các tần số tích lũy 21 và 31, nên nhóm chứa trung vị là [155;160).
- Có học sinh cao từ 160 cm trở lên, chiếm , chưa đến một nửa lớp.
Số lần vắng học trong học kì I của 30 học sinh lớp 11E: 0–1 lần có 12 học sinh, 2–4 lần có 11 học sinh, 5–8 lần có 7 học sinh.
- Sau hiệu chỉnh, giá trị đại diện của ba nhóm lần lượt là 0,5; 3; 6,5.
- Số lần vắng học trung bình của lớp xấp xỉ 2,82 lần.
- Trung vị của mẫu số liệu xấp xỉ .
- Có thể áp dụng công thức tính mốt đã học cho mẫu số liệu này.
Xem đáp án và giải thích
a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai
- Các nhóm hiệu chỉnh là [−0,5;1,5), [1,5;4,5), [4,5;8,5); trung điểm lần lượt 0,5; 3; 6,5.
- lần.
- .
- Độ dài các nhóm là 2; 3; 4, không bằng nhau, nên không áp dụng công thức mốt đã học cho bảng này.
Thời gian chờ (phút) của 40 khách hàng tại mỗi chi nhánh A, B của một ngân hàng:
| Thời gian chờ | [0;5) | [5;10) | [10;15) | [15;20) |
|---|---|---|---|---|
| Chi nhánh A | 8 | 16 | 12 | 4 |
| Chi nhánh B | 4 | 12 | 16 | 8 |
- Giá trị đại diện của bốn nhóm lần lượt là 2,5; 7,5; 12,5; 17,5.
- Thời gian chờ trung bình ở chi nhánh A là 9 phút.
- Thời gian chờ trung bình ở chi nhánh B lớn hơn ở chi nhánh A đúng 2 phút.
- Nhóm chứa mốt của hai chi nhánh là như nhau.
Xem đáp án và giải thích
a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai
- Các trung điểm đúng là 2,5; 7,5; 12,5; 17,5.
- phút.
- phút, hơn trung bình A đúng 2 phút.
- Nhóm chứa mốt của A là [5;10), còn của B là [10;15), nên không giống nhau.
Bạn An thống kê thời gian chơi thể thao trong một tuần (đơn vị: giờ) của các bạn lớp 11A như sau:
0; 5; 0; 5; 6; 2; 10; 8; 5; 1; 4; 3; 4; 14; 7; 4; 9; 8; 9; 14
5; 14; 5; 0; 14; 7; 5; 7; 12; 2; 14; 6; 2; 6; 8; 8; 7; 9; 7; 14
- Lập bảng số liệu ghép nhóm có 5 nhóm với các nhóm [0;3); [3;6); [6;9); [9;12); [12;15) ta được bảng tần số ghép nhóm như sau:
Nhóm [0;3) [3;6) [6;9) [9;12) [12;15) Tần số 7 10 12 4 7 - Lập bảng số liệu ghép nhóm có 5 nhóm với các nhóm [0;3); [3;6); [6;9); [9;12); [12;15) bao gồm cả tần số tích lũy ta được bảng tần số ghép nhóm như sau:
Nhóm [0;3) [3;6) [6;9) [9;12) [12;15) Tần số 7 10 12 4 7 Tần số tích lũy 7 10 12 4 7 - Cỡ mẫu của mẫu số liệu ghép nhóm trên bằng 40.
- Tần số của nhóm [6;9) là lớn nhất trong tất cả các nhóm của mẫu số liệu ghép nhóm trên.
Xem đáp án và giải thích
a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Đúng
- Đếm trực tiếp 40 số liệu vào năm nhóm, được tần số 7; 10; 12; 4; 7, đúng như bảng.
- Tần số tích lũy đúng là 7; 17; 29; 33; 40, không phải dãy tần số 7; 10; 12; 4; 7.
- Cỡ mẫu là .
- Nhóm [6;9) có tần số 12, lớn nhất trong năm nhóm.
Một thư viện đã ghi lại số giờ các sinh viên mượn sách đọc tại thư viện trong một tháng và thu được mẫu số liệu ghép nhóm sau:
| Thời gian (giờ) | [1;5) | [5;9) | [9;13) | [13;17) | [17;21) | [21;25) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Số sinh viên | 10 | 14 | 31 | 2 | 5 | 23 |
- Thời gian mượn sách đọc tại thư viện trung bình của sinh viên trong mẫu số liệu ghép nhóm trên là 13,21 giờ. (Kết quả được làm tròn đến hàng phần trăm).
- Cỡ mẫu của mẫu số liệu ghép nhóm trên là 85.
- Độ dài mỗi nhóm trong mẫu số liệu ghép nhóm trên là 3.
- Thời gian sinh viên mượn sách đọc tại thư viện trong mẫu số liệu ghép nhóm trên phổ biến nhất là 9,48 giờ. (Kết quả được làm tròn đến hàng phần trăm).
Xem đáp án và giải thích
a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Sai
- Cỡ mẫu là 85; các giá trị đại diện là 3; 7; 11; 15; 19; 23. giờ.
- .
- Mỗi nhóm có độ dài 4 giờ, không phải 3 giờ.
- Nhóm chứa mốt là [9;13). giờ. Vì vậy nhận định 9,48 giờ là sai.
Khảo sát thời gian chạy (tính bằng giây) ở cự ly 100 m của 39 học sinh nam, giáo viên thu được mẫu số liệu ghép nhóm sau:
| Thời gian (giây) | [15;17) | [17;19) | [19;21) | [21;23) | [23;25) | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Số học sinh | 2 | 5 | 10 | 7 | 15 |
Theo mẫu số liệu trên:
- Thành tích từ 23 giây đến dưới 25 giây có 15 học sinh.
- Có nhiều hơn 50% số học sinh đạt thành tích từ 17 giây đến dưới 21 giây.
- Thời gian chạy trung bình (làm tròn đến hàng phần trăm) của nam học sinh xấp xỉ 21,44 giây.
- Thời gian chạy phổ biến nhất (mốt, làm tròn đến hàng phần trăm) xấp xỉ 23,70 giây.
Xem đáp án và giải thích
a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Đúng
- Nhóm [23;25) có 15 học sinh.
- Từ 17 đến dưới 21 giây có học sinh, chiếm , không nhiều hơn 50%.
- giây.
- Nhóm cuối [23;25) chứa mốt; quy ước tần số nhóm tiếp theo bằng 0. giây.
Bảng thống kê doanh số bán hàng của các nhân viên một siêu thị điện máy trong một dịp Black Friday như sau:
| Doanh số (triệu đồng) | [20;30) | [30;40) | [40;50) | [50;60) | [60;70) | Tổng |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Số nhân viên | 4 | 8 | 12 | 7 | 5 | 36 |
- Cỡ mẫu của mẫu số liệu trên là .
- Số trung bình mẫu của mẫu số liệu trên là triệu đồng (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm).
- Doanh số từ 40 triệu đồng đến dưới 50 triệu đồng có nhiều nhân viên đạt được nhất.
- Cửa hàng dự định sẽ thưởng 25% số nhân viên có doanh số bán hàng cao nhất. Theo mẫu số liệu trên, cửa hàng nên khen thưởng các nhân viên có doanh số bán hàng từ 53,29 triệu đồng (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm).
Xem đáp án và giải thích
a) Sai; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai
- Cỡ mẫu là , không phải 35.
- triệu đồng.
- Nhóm [40;50) có tần số lớn nhất là 12.
- Ngưỡng ước lượng để chọn 25% nhân viên có doanh số cao nhất là . Vị trí thuộc nhóm [50;60). triệu đồng, không phải 53,29 triệu đồng.
D. Sơ đồ tư duy
Sơ đồ tư duy – Các số đặc trưng đo xu thế trung tâm
Số trung bình
Nhóm có tần số ; cỡ mẫu .
Giá trị đại diện là trung điểm nhóm thứ i.
Trung vị
Bước 1: Nhóm chứa trung vị là nhóm thứ p: đầu tiên có tần số tích lũy đạt tới .
Nếu p = 1 thì .
Tứ phân vị
Với : chọn nhóm thứ p đầu tiên có tần số tích lũy đạt tới .
Với : làm như , thay bởi .
(tứ phân vị thứ hai là trung vị).
Mốt
Bước 1: Nhóm chứa mốt là nhóm thứ j: có tần số lớn nhất.
h là độ dài nhóm; quy ước . Chỉ dùng khi các nhóm có độ dài bằng nhau.
E. Học & Thi
Làm các câu hỏi trong bài, rồi mở hướng dẫn giải để đối chiếu. Em có thể luyện thêm với bộ 28 câu trên Học & Thi.
