师:同学们,你们好,很高兴今天能和大家一起学习初中数学北师大版八年级上册第六章《数据的分析》“回顾与思考”这节课的内容。我们的生活离不开数据,不仅要收集、整理和表示数据,还需要对数据进行分析,以帮助我们更好地做出判断。具体该怎么做呢?我们开始今天的复习。
首先,进行本章的知识架构。当我们拿到一组数据,通常从数据的集中趋势和数据的离散程度两个方面进行分析。其中,表示一组数据集中程度的指标主要有平均数、中位数。为满足实际应用需求,还引入了加权平均数。表示一组数据离散程度的指标主要有极差、方差、标准差。下面,请和老师一起进行详细的知识梳理。
平均数是数据的典型代表,它能反映一组数据的平均水平,在生活中有广泛应用。若给定一组数据(X_1),(X_2),…,(X_n),那么它的算术平均数可记为(\overline{X}),(\overline{X} =\frac{X_1 + X_2 + \cdots + X_n}{n})。有时,一组数据中各个数据的重要程度未必相同,我们赋予每个数据一个权来表示各个数据的相对重要程度,即选用不同的权重来计算平均数,也就是加权平均数。给定一组数据(X_1),(X_2),…,(X_N),对应的权分别为(F_1),(F_2),…,(F_N),那么它的加权平均数计算公式为(\frac{X_1×F_1 + X_2×F_2 + \cdots + X_n×F_n}{F_1 + F_2 + \cdots + F_n}),也就是各个数据与相应权乘积的和,再除以总权。
我们将一组数据从小到大或从大到小排列,处于数据最中间位置的数即为该组数据的中位数。特别地,如果最中间有两个数,那么这两个数的平均数为这组数据的中位数。一组数据中出现次数最多的数为这组数据的众数。如果一组数据中有两个数据的出现次数一样且都是最多,那么这两个数据都是这组数据的众数。当一组数据中有较多的重复数据时,众数往往是人们所关心的一个量。在本节课后续练习中,我们会通过对统计图的分析以及计算过程,再次体会平均数、中位数以及众数在实际生活中的应用,这里就不一一赘述了。
接下来是刻画数据离散程度的三个量。第一个量是极差,极差为一组数据中最大数据与最小数据的差。第二个量是方差,方差是指各个数据与平均数差的平方的平均数。我们用(s2)表示方差,那么方差(s2 =\frac{1}{n}×[(X_1 - \overline{X})2 + (X_2 - \overline{X})2 + \cdots + (X_n - \overline{X})2]),其中(\overline{X})指这一组数据(X_1),(X_2),…,(X_n)的平均数。第三个量是标准差,指方差的算术平方根。一组数据的极差、方差、标准差越小,代表这组数据的离散程度越小,波动性越小,数据也就越稳定。
下面我们先来看一道简单的小题目:一组数据(2)、(4)、(X)、(4)、(7),众数为(2),则这组数据的平均数和中位数分别为多少?分析数据不难发现,(2)和(4)都出现了两次。因为出现次数最多的为众数,且该组数据的众数为(2),所以(X = 2)。那么这组数据的平均数即为((2 + 4 + 2 + 2 + 4 + 7)÷6 = 3.5)。求中位数时,我们需要先把该组数据从小到大进行排列,即(2)、(2)、(2)、(4)、(4)、(7),会发现最中间两个数为(2)和(4),取这两个数的平均数((2 + 4)÷2 = 3),所以该组数据的中位数为(3)。这道题答案是相关选项(这里假设选项中有正确答案(3.5)和(3)对应的选项,原内容未提及选项具体内容),同学们,你们做对了吗?
紧接着来看一道变式训练。某单位招聘一名管理人员,对甲、乙、丙三人进行了笔试和面试两项测试,三人成绩如下表。观察表格可知,甲笔试成绩(75)分,面试成绩(93)分;乙笔试(80)分,面试(70)分;丙笔试(90)分,面试(68)分。继续读题,据录用程序,该单位组织(200)名员工利用投票推荐的方式对三人进行民主评议,三人的得票率如图,每得一票记(1)分,无弃权票,每位职工只能推荐一人。观察扇形统计图可知,在(200)名职工中,有(25%)的职工推荐甲,即(200×25% = 50)人推荐甲;有(40%)的员工推荐乙,即(200×40% = 80)人推荐乙;类似地,推荐丙的人数为(200×35% = 70)人。
在认真分析完题干之后,我们来看问题。第一问,如果根据上述三项的平均成绩确定录用人选,那么谁将被录用呢?我们知道,甲的笔试、面试得分分别为(75)分和(93)分,民主评议一票记(1)分,所以甲民主评议得分为(50)分,从而甲的平均成绩为((75 + 93 + 50)÷3≈72.67)分。类似的,乙的平均成绩为((80 + 70 + 80)÷3≈76.67)分,丙的平均成绩为((90 + 68 + 70)÷3 = 76)分。因为(76.67>76>72.67),所以候选人乙将被录用。
第二问,根据实际需要,该单位将笔试、面试、民主评议三项测试得分按(4 : 3 : 3)的比例确定个人成绩,那么谁将被录用呢?很明显,该题对各项数据赋予了不同的权重,也就是让我们去求加权平均数。那么此时甲的个人成绩为(\frac{75×4 + 93×3 + 50×3}{4 + 3 + 3}=72.9)分。类似地计算出乙的个人成绩为(\frac{80×4 + 70×3 + 80×3}{4 + 3 + 3}=77)分,丙的个人成绩为(\frac{90×4 + 68×3 + 70×3}{4 + 3 + 3}=77.4)分。因为(77.4>77>72.9),所以丙的个人成绩最高,所以候选人丙将被录用。
