高一数学标准差
苏教版数学高一苏教版必修3素材2.3.2方差与标准差
庖丁巧解牛知识·巧学一、样本方差与样本标准差1.极差（全距）是数据组的最大值与最小值的差.它反映了一组数据的变化的最大幅度，它对一组数据中的极端值非常敏感.2.方差是各数据与平均数的差x i -x （i=1，2，…，n ）平方的平均数.它反映了一组数据围绕平均数波动的大小.一般地，设样本数据分别是x 1，x 2，x 3，…，x n ，样本的平均数为x ，则方差s 2=nx x x x x x n 22221)()()(-++-+- .3.标准差是各个样本数据到平均数的一种平均距离.一般用s 表示.标准差s=nx x x x x x n 2221)()()(-++-+- .深化升华 标准差越小，表明各个样本数据在样本平均数的周围越集中；反之，标准差越大，表明各个样本数据在样本平均数的两边越分散.在实际应用中，标准差常被理解为稳定性.例如，在比较两人的成绩时，标准差小就意味着成绩稳定；在描述产品的质量时，标准差越小，说明产品的质量越稳定. 二、计算标准差的计算步骤 （1）算出样本数据的平均数；（2）算出每个样本数据与样本平均数的差x i -x （i=1，2，…，n ）； （3）算出(x i -x )2（i=1，2，…，n ）；（4）算出(x i -x)2（i=1，2，…，n ）这n 个数的平均数，即为样本方差s 2=nx x x x x x n 2221)()()(-++-+- ；（5）算出方差的算术平方根，即为样本标准差s=nx x x x x x n 22221)()()(-++-+- .说明：①标准差的大小受样本中每个数据的影响，如数据之间变化大，求得的标准差也大，反之则小.标准差、方差都较好地反映了一组数据的离散程度，标准差、方差越大，数据的离散程度越大，反之，标准差、方差越小，数据的离散程度越小.②在计算标准差时，在各数据上加上或减去一个常数，其数值不变.③当每个数据乘以或除以一个常数a ，则所得的标准差是原来标准差的a 倍或1/a.④标准差的大小不会超过极差，其取值范围是［0，+∞），若一组数据的值大小相等，没有波动变化，则标准差为0.⑤若对数据处理时的计算量较大，要借助科学计算器或计算机，一般科学计算器上都设有计算平均数、方差、标准差的按键，使用时要看说明书（不同的计算机，参数可能不同）进入统计状态就可以求值了.因为方差与原始数据的单位不一致，且平方后可能夸大了偏差的程度，所以虽然标准差、方差都较好地反映了一组数据的离散程度，但在解决实际问题时标准差应用广泛. 联想发散（1）若给定一组数据x 1，x 2，…，x n ，方差为s 2，则ax 1+b ，ax 2+b ，…，ax n +b 的方差为a 2s 2；特别地，当a=1时，则有x 1+b ，x 2+b ，…，x n +b 的方差为s 2，这说明将一组数据的每一个数据都减去相同的一个常数，其方差是不变的，即不影响这组数据的波动性； （2）方差的另一表示形式：s 2=n1(x 12+x 22+…+x n 2-2nx ). 三、对总体平均数、标准差的估计如何获得总体的平均数与标准差呢？通常的做法是用样本的平均数与标准差去估计总体的平均数与标准差.这与前面用样本的频率分布来近似地代替总体分布是类似的.只要样本的代表性好，只要样本的代表性强就可以用来对总体作出客观的判断. 如要考察一批灯泡的质量，我们可以从中随机抽取一部分作为样本；要分析一批钢筋的强度，可以随机抽取一定数目作为样本.误区警示 需要注意的是，同一个总体，抽取的样本可以是不同的.如一个总体包含6个个体，现在要从中抽出3个作为样本，所有可能的样本会有20种不同的结果，若总体与样本容量较大，可能性就更多，而只要其中的个体是不完全相同的，这些相应的样本频率分布与平均数、标准差都会有差异.这就会影响到我们对总体情况的估计. 典题·热题知识点一 方差与标准差的计算例1 求下列各组数据的方差与标准差（结果保留到小数点后一位）： （1）1，2，3，4，5，6，7，8，9；（2）11，12，13，14，15，16，17，18，19； （3）10，20，30，40，50，60，70，80，90. 并分析由这些结果可得出什么一般的结论？思路分析：通过三组数据的特点总结出一般规律，利用方差、标准差求解. 解：（1）99321++++= x =5，s 2=91［(1-5)2+(2-5)2+…+(9-5)2］=6.7， s=7.6=2.6. （2）x =919131211++++ =15.s 2=91［（11-15）2+（12-15）2+…+（19-15）2］=6.7， s=7.6=2.6. （3）990302010++++= x =50.s 2=91［(10-50)2+(20-50)2+…+(90-50)2］=666.7， s=7.666=25.8.巧妙变式 一组数据加上相同的数后，方差、标准差不变，都乘以相同的倍数n 后，方差变为原来的n 2倍，标准差变为原来的n 倍.即一组数据x 1,x 2,…,x n ，方差为s 2，标准差为s ，则x 1+a,x 2+a, …,x n +a 方差为s 2，标准差为s ；nx 1,nx 2,…,nx n 方差为n 2s 2，标准差为ns. 知识点二 利用方差、标准差对样本进行分析例2 对自行车运动员甲乙在相同条件下进行了6次测试,测得他们的最大速度(m/s)的数据如甲 273830373531 乙33 29 38 34 2836试判断选谁参加某项重大比赛更合适.思路分析：可以从平均成绩及方差、标准差方面来考察样本数据的水平及稳定性. 解：他们的平均速度为：甲x =61（27+38+…+31）=33. 乙x =61(33+29+…+36)=33.他们的平均速度相同，再看他们的方差：s 甲2=61［(-6)2+52+（-3）2+42+22+(-2)2］=347. s 乙2=61［(-4)2+52+12+(-5)2+32］=337.则s 甲2＞s 乙2，即s 甲＞s 乙. 故乙的成绩比甲稳定. 所以选乙参加比赛更合适. 标准差、方差是反映数据波动程度的量,它们取值的大小,说明数据的离散程度.即样本数据对于平均数的平均波动幅度.例3 甲、乙两人数学成绩的茎叶图如图2-3-1：图2-3-1（1）求出这两名同学的数学成绩的平均数、标准差； （2）比较两名同学的成绩，谈谈你的看法.思路分析：首先由茎叶图读出数据，再利用科学计算器求出平均数、标准差，依据结果进行比较，并与茎叶图比较统计作用.解：（1）用科学计算器得甲x =87，s 甲=12.7，乙x =95，s 乙=9.7.（2）由甲x =87＜乙x =95，且s 甲=12.7＞s 乙=9.7，故甲的数学学习状况不如乙的数学学习状况.“从这个茎叶图上可以看出，乙同学的得分情况是大致对称的，中位数是99；甲同学的得分情况除一个特殊得分外，也大致对称，中位数是86.因此乙同学发挥比较稳定，总体得分情况比甲同学好.误区警示 通过以上实例分析，可以看出反映样本数据的基本特征量众数、中位数、平均数、标准差是从不同的方面或角度来“看待”样本数据的，对于不同的样本它们各有优、缺点.在实际问题中平均值使用频率较高，但它受极端值的影响较明显，故容易掩盖实际情况，此时常常用标准差来进一步刻画样本数据的离散程度，以便更准确地反映样本数据的真实情况，在实际生活中，也往往利用这个道理来比较水平的高低、质量好坏等.由于平均数和标准差更容易刻画样本数据的数字特征，所以对求解样本数据的平均数、标准差的运算必须熟练，必要时可使用计算器.例4 甲、乙两工人同时加工一种圆柱零件，在他们所加工的零件中各抽取10个进行直径检测，测得数据如下（单位：mm ）：甲：19.9，19.7，19.8，20.0，19.9，20.2，20.1，20.3，20.2，20.1； 乙：20.0，20.2，19.8，19.9，19.7，20.2，20.1，19.7，20.2，20.4. （1）分别计算上面两个样本的平均数和方差； （2）若零件规定直径为20.0±0.5（mm ），根据两个样本的平均数和方差，说明谁加工的零件的质量较稳定.思路分析：此题数据较大，但发现所有数据都在某个数值上下摆动，可利用s 2=nx n x x x n])[(222221'-'++'+' .推导如下：一般地，如果将一组数据x 1,x 2，…，x n 同时减去一个数a ， 得到x 1′=x 1-a,x 2′=x 2-a, …，x n ′=x n -a, 所以x =n 1(x 1+x 2+…+x n )=n1(x 1′+x 2′+…+x n ′+na)=x '+a. 得公式s 2=nx n x x x n ])[(222221'-'++'+' 可使计算简便.解：因为样本数据在20.0上下波动，故取a=20.0，列表如下 .甲x =0.02+20.0=20.02（mm ），乙x =0.02＋20.0=20.02（mm ），s 甲2=0.1×［0.34-10×0.022］=0.033 6（mm 2）， s 乙2=0.1×［0.52-10×0.022］=0.051 6（mm 2）. ∵s 甲2＜s 乙2，∴甲工人加工零件的质量比较稳定.巧解提示 比较两人加工零件的质量的稳定性，这里通过平均数比较不出来，需要使用方差来比较，方差越大说明波动性较大，质量越不稳定.一般地，方差和标准差通常用来反映一组数据的波动大小，在统计中，样本的方差和标准差通常用来估计总体数据的波动大小.当数据较大且数据都在某个数值上下摆动时可考虑利用s 2=nx n x x x n ])[(222221'-'++'+' .计算方差可减少数据运算量. 问题·探究交流讨论探究 问题估计总体的数字特征过程中,我们经常用到样本均值与样本标准差,这两个有什么差别吗? 探究过程：学生甲：我认为它们两个在表达式上就不同,假设经过随机抽样得到样本为x 1、x 2, …,x n , 则样本均值nx x x x n+++=21.样本标准差s=2s =nx x x x x x n 2221)()()(-++-+- .学生乙：我看出来它们还有一些不同的地方,先来看下面的例子.(1)有两个学生A 和B,两个人两次连续考试的平均分都是60分,A 是40分和80分, B 是65分和55分.显然A 的成绩忽上忽下,而B 的成绩较稳定.(2)有两组学生(每组3人),一次数学考试成绩如下(单位：分)： 甲组3人得分分别为60 80 100 乙组3人得分分别为79 80 81显然,甲组学生和乙组学生的平均分都为80,但是这两组学生分数有很大的差异,甲组学生的成绩波动较大,相对于平均分数的差异很大,即分散程度(离中趋势)较大,而乙组学生的成绩波动较小,相对于平均分数的差异较小,即分散程度较小.因此,我们仅用平均值来描述这一组分数的特征是不够的,还要考虑一组分数相对于平均值的差异的大小.在考试研究中,均值反应了考生团体成绩集中的位置,根据以上分析,显然还需有一个刻画考生团体成绩离散程度的量,显然在刚才举的例子(1)中,B A x x =,但s A =2)6080()6040(22-+-=20,s B =2)6055()6065(22-+-=5.在(2)中,甲x =乙x ,甲组学生的s 甲=38003)80100()8080()8060(222=-+-+-. 乙组学生的s 乙=323)8081()8080()8079(222=-+-+-. 探究结论：明显地发现样本平均数能反映总体的水平，而标准差对于衡量分散程度很有用.。
苏教版必修3高一数学6.3.2方差与标准差练习
第9课时方差与标准差分层训练1．以下可以描述总体稳定性的统计量是( ) (A)样本均值x (B)样本中位数 (C)样本方差2s (D)样本最大值x(n)则下列选项正确的是 ( )(A)22乙甲乙甲＞，＝s s x x （B ）22乙甲乙甲＜，＝s s x x(C)22乙甲乙甲＝，＝s s x x (D)22乙甲乙甲＝，s s x x ≠3．设一组数据的方差是2s ，将这组数据的每个数据都乘10，所得到的一组新数据的方差是( ) (A)0.12s (B) 2s (C)102s (D)1002s 4．已知,,21x x …，6x 的方差为2，则21x ＋3, 22x ＋3，…,26x ＋3的标准差是___________ 5．某医院急诊中心关于其病人等待急诊的时间记录如下： 计值x =_______,病人等待时间标准差的估计值s=___________6．已知样本99,100,101，x ,y 的平均数是100，方差是2，则y x ⋅＝________7．（1）美国加利福尼亚州州长提出给所有的州政府雇员月薪增加70美元。
这对于州政府雇员的平均月薪将会有何影响？对于月薪的标准差呢？（2）整个政府部门的月薪递增5%将对平均月薪有何影响？对于月薪的标准差呢？8．甲、乙两机床同时加工直径为100mm 的零件，为检验质量，从中抽取6件测量数据为(1)分别计算两组数据的平均数及方差； (2)根据计算说明哪台机床加工零件的质量更稳定。
拓展延伸9．假定以下数据是甲、乙两个供货商的交货天数：估计两个供货商的交货情况，并问哪个供货商交货时间短一些，哪个供货商交货时间比较具有一致性与可靠性。
10．已知样本90, 83, 86, 85, 83, 78, 74, 73, 71, 70的方差为 2s ，且关于x 的方程03)1(2=-++-k x k x 的两根的平方和恰好是2s ，求k 的值。
本节学习疑点：1．C 2．B 3．D 4．22 5．9.25,5.4 6．99967．(1)这将使平均数增大70美元，但不影响标准差 (2)这将使月薪的平均数和标准差都增大5%8．(1) 100100==乙甲，x x ，13722==乙甲，s s(2) 22乙甲s s >，故乙更稳定。
高一数学公式大全
高一数学公式大全1. 代数公式1.1 二次方程根公式对于二次方程ax^2 + bx + c = 0，可以使用以下公式求解其根：x = (-b ± √(b^2 - 4ac)) / (2a)1.2 因式分解公式对于二次多项式的因式分解，可以使用以下公式：(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2a^2 - b^2 = (a + b)(a - b)等等。
2. 几何公式2.1 直角三角形对于直角三角形，可以使用以下公式：勾股定理：c^2 = a^2 + b^2正弦定理：a / sinA = b / sinB = c / sinC 余弦定理：c^2 = a^2 + b^2 - 2ab cosC2.2 圆对于圆，可以使用以下公式：圆的周长：C = 2πr圆的面积：A = πr^2等等。
3. 概率与统计公式3.1 概率对于概率计算，可以使用以下公式：概率 P(A) = n(A) / n(S)互斥事件概率：P(A ∪ B) = P(A) + P(B)独立事件概率：P(A ∩ B) = P(A) * P(B)3.2 统计对于统计分析，可以使用以下公式：平均值：mean = (x1 + x2 + ... + xn) / n方差：variance = ((x1 - mean)^2 + (x2 - mean)^2 + ... + (xn - mean)^2) / n标准差：standard deviation = √variance等等。
4. 其他重要公式4.1 指数与对数对于指数与对数运算，可以使用以下公式：指数公式：a^m * a^n = a^(m + n)对数公式：loga(xy) = loga(x) + loga(y)4.2 排列与组合对于排列与组合计算，可以使用以下公式：排列数：P(n, r) = n! / (n - r)!组合数：C(n, r) = n! / (r! * (n - r)!)等等。
高中数学标准差公式
高中数学标准差公式在高中数学中，标准差是一种用来衡量一组数据的离散程度的统计量。
它可以帮助我们了解数据的分布情况，从而更好地分析和解释数据。
标准差的计算公式相对简单，但它的应用却非常广泛。
本文将详细介绍高中数学中标准差的计算公式及其应用。
标准差的计算公式如下：标准差 = 根号下[ (每个数据值与平均值的差的平方和) / 数据值的个数 ]其中，每个数据值与平均值的差的平方和表示了数据与平均值之间的偏离程度，而数据值的个数则是用来对偏离程度进行平均化的。
通过这个公式，我们可以计算出一组数据的标准差，进而了解数据的离散程度。
在实际应用中，标准差常常与均值一起使用，用来描述数据的分布情况。
如果一组数据的标准差较小，说明数据的离散程度较低，大部分数据点都集中在均值附近；而如果标准差较大，说明数据的离散程度较高，数据点分布较为分散。
通过计算标准差，我们可以更好地理解数据的特征，从而进行更深入的分析。
除了用来描述数据的离散程度外，标准差还可以用来进行数据的比较。
在比较两组数据的差异时，我们可以通过计算它们的标准差来判断它们的差异程度。
如果两组数据的标准差相差较大，说明它们之间的差异也较大；反之，如果标准差相差较小，则说明它们之间的差异较小。
这种比较方法可以帮助我们更好地理解不同数据之间的差异，为进一步分析提供依据。
在高中数学中，学生通常会通过实际的例子来理解标准差的计算和应用。
通过实际的数据，他们可以计算标准差，并且通过对比不同数据集的标准差来理解数据的分布情况和差异程度。
这种实践性的学习方法可以帮助学生更好地掌握标准差的概念和应用，提高他们的数学分析能力。
总之，标准差是高中数学中一个重要的概念，它可以帮助我们更好地理解和分析数据。
通过计算标准差，我们可以了解数据的离散程度，进行数据的比较，并且通过实际例子来加深对标准差的理解。
希望本文的介绍可以帮助读者更好地掌握标准差的计算公式及其应用，从而在数学学习中取得更好的成绩。
高一数学标准差
解:四组样本数据的直方图是:
频率
1.0 0.9 0.8
x5
0.7
0.6
0.5 S=0.00
0.4
0.3
0.2
0.1
o 1 2 3 45 6 7 8
(1)
分析:每一个工人生产的所有零件的内径尺寸组成一个总体,
由于零件的生产标准已经给出(内径25.40mm),生产质量可 以从总体的平均数与标准差两个角度来衡量.总体的平均数 与内径标准尺寸25.00mm的差异在时质量低,差异小时质 量高;当总体的平均数与标准尺寸很接近时,总体的标准差 小的时候质量高,标准差大的时候质量低.这样比较两人的 生产质量只要比较他们所生产的零件内径尺寸所组成的两
同玉笋造型的铃铛真的有些标准和标新立异……蘑菇王； https:/// 亚博标准网 ；子和知知爵士见情况突变，急忙变成了一个巨大的木头鞭肚魔！这个 巨大的木头鞭肚魔，身长三百多米，体重五十多万吨。最奇的是这个怪物长着十分沧桑的鞭肚！这巨魔有着蓝宝石色蒜头般的身躯和深青色细小气桶样的皮毛，头上是青兰花 色烟囱模样的鬃毛，长着钢灰色马心般的树怪湖帆额头，前半身是天蓝色牙膏般的怪鳞，后半身是奇绝的羽毛。这巨魔长着紫玫瑰色马心般的脑袋和乳白色野猪般的脖子，有 着紫罗兰色玩具造型的脸和水白色章鱼般的眉毛，配着白杏仁色井盖模样的鼻子。有着淡紫色砂锅造型的眼睛，和土灰色蛛网般的耳朵，一张淡紫色玉笋般的嘴唇，怪叫时露 出亮灰色火舌般的牙齿，变态的天蓝色玩具样的舌头很是恐怖，深青色轻盈形态的下巴非常离奇。这巨魔有着酷似怪藤般的肩胛和活像画笔模样的翅膀，这巨魔跳动的灰蓝色 蜜桃样的胸脯闪着冷光，极似黑熊模样的屁股更让人猜想。这巨魔有着活似茄子般的腿和白象牙色恐龙般的爪子……敦实的青兰花色猪肺样的八条尾巴极为怪异，淡黑色海蜇 般的石子流峰肚子有种野蛮的霸气。灰蓝色腰带模样的脚趾甲更为绝奇。这个巨魔喘息时有种白杏仁色水桶样的气味，乱叫时会发出紫葡萄色话筒造型的声音。这个巨魔头上 暗红色肥肠模样的犄角真的十分罕见，脖子上仿佛棕绳模样的铃铛显得极为有趣而讲究。这时那伙校霸组成的巨大床柜雀筋神忽然怪吼一声！只见床柜雀筋神旋动轻盈的嘴唇 ，一挥，一道亮紫色的银光突然从瘦弱的脸里面滚出！瞬间在巨床柜雀筋神周身形成一片淡蓝色的光柱！紧接着巨大的床柜雀筋神最后床柜雀筋神转动异形的淡黄色邮筒造型 的鬃毛一声怪吼！只见从天边涌来一片无垠无际的专政恶浪……只见无垠无际的专政轰鸣翻滚着快速来到近前，突然间飘飘洒洒的导师在一个个小床柜雀筋神的指挥下，从轰 鸣翻滚的专政中冒了出来！“这有什么狂的？！咱俩也玩一个让他们看看！”蘑菇王子一边说着一边抛出法宝。“就是！就是！”知知爵士一边说着一边念动咒语。这时蘑菇 王子和知知爵士变成的巨大木头鞭肚魔也怪吼一声！只见木头鞭肚魔甩动平常的土灰色蛛网般的耳朵，闪，一道紫宝石色的金光猛然从活似
苏教版数学高一苏教版必修3教案2.3.2方差与标准差
2.3.2方差与标准差整体设计教材分析“方差与标准差”这节课在上节课平均数的基础上，从实例“有甲、乙两种钢筋，检查它们的抗拉强度”中平均数不是反映总体质量、水平的唯一特征数，在平均值相差不大的情况下，数据的稳定程度可以作为评价对象质量高低的又一重要因素，从而说明引入方差、标准差的必要性，同时使学生养成从多个角度看问题的习惯，锻炼了学生的创造性思维.为了让学生充分体会“稳定性”的意义，教材中用数轴表示两组数据，形象地表现出数据的“聚散”程度，并用极差反映数据的稳定性.当两组数据的极差相差不大时，就不适宜用极差来表示稳定性，这时可用“方差与标准差”作为比较数据稳定性的特征数.初中已学过方差概念，现在的教学不能停留在原有的水平上，要将用方差刻画数据的稳定程度的理由讲清楚，充分揭示用方差作为比较数据稳定性水平的特征数的思维过程.通过方差的单位与原数据的单位的比较,通过实际问题的分析,让学生了解到用方差反映稳定性水平的不足之处是与原数据单位不一致,且平方后可能夸大偏差的程度等,从而引入“标准差”的概念,这一过程应让学生在形成问题和解决问题的过程中加以探索.三维目标1.通过对具体案例的分析掌握样本数据的平均数、方差与标准差的基本概念和计算方法，培养学生分析问题和解决问题的能力,激发学生探究数学问题的兴趣和动机.2.在解决统计问题的过程中，进一步体会用样本估计总体的思想，形成对数据处理过程进行初步评价的意识.3.引导学生对一些生活中实际问题的学习, 进一步培养学生的数学素养和增强学生的数学应用意识及认真、耐心、细致的学习态度和学习习惯.4.渗透数学来源于实践，反过来又作用于实践的观点.重点难点教学重点：1.通过实例理解样本数据方差与标准差的意义和作用,学会计算数据的样本方差与标准差.2.根据方差与标准差对事件进行科学的决策，形成对数据处理过程进行初步评价的意识.教学难点：1.方差与标准差的计算方法及运算的准确性.2.用样本的基本数字特征估计总体的基本数字特征,从中进一步理解统计的基本思想.课时安排1课时教学过程导入新课平均数向我们提供了样本数据的重要信息，但是，平均数有时也会使我们作出对总体的片面判断.某地区的统计报表显示，此地区的年平均家庭收入是10万元，给人的印象是这个地区的家庭收入普遍比较高.但是，如果这个平均数是从200户贫困家庭和20户极富有的家庭收入计算出来的，那么它就既不能代表贫困家庭的年收入，也不能代表极富有家庭的年收入.因为这个平均数掩盖了一些极端情况.而这些极端情况显然是不能被忽视的.因此，只有平均数还难以概括样本数据的实际情况.举例：有甲、乙两种钢筋，现从中各抽取一个样本（如下表）检查他们的抗拉强度（单位：kg/mm2），通过计算发现，两个样本的平均数均为125.哪种钢筋的质量较好？两种钢筋的平均数都是125，那么,它们有没有什么差异呢?推进新课作出图形，作直观比较：直观上看，还是有差异的.乙的强度比较分散，甲的强度相对集中.因此，我们还需要从另外的角度来考察这两组数据.例如，在作统计图、表时提到过的极差甲的强度极差＝135-110=25,乙的强度极差＝145-100=45.它在一定程度上表明了样本数据的分散程度，与平均数一起，可以给我们许多关于样本数据的信息，显然，极差对极端值非常敏感，注意到这一点，我们可以得到一种“去掉一个最高分，去掉一个最低分”的统计策略.新知探究1.方差(variance)的概念：考察样本数据的分散程度的大小，最常用的统计量是方差，一般用s 2表示.假设样本数据是x 1,x 2,…,x n ，x 表示这组数据的平均数.结合上节课有关离差的讨论可知,离差越小,稳定性就越高. 因此，通常用如下公式计算方差：∑=-=ni i x x n s 122)(1. 因为方差与原始数据的单位不同,且平方后可能夸大了离差的程度,因此将其算术平方根∑=-=ni i x x n s 12)(1 作为样本的标准差（standard deviation ）,分别简称样本方差、样本标准差.2.计算样本数据x 1,x 2,…,x n 的标准差的算法是：S1 算出样本数据的平均数x ；S2 算出每个样本数据与样本平均数的差x i -x(i=1,2,…，n)；S3 算出S2中x i -x(i=1,2,…，n)的平方；S4 算出S3中n 个平方数的平均数；S5 算出S4中平均数的算术平方根，即为样本标准差.关于方差、标准差的一点说明：（1）方差、标准差是用来描述样本数据的离散程度的，它反映了各个样本数据聚集于样本平均数周围的程度.方差与标准差越小，表明各个样本数据在样本平均数的周围越集中；反之，方差标准差越大，表明各个样本数据在样本平均数的周围越分散.（2）在实际应用中，方差与标准差常被理解为稳定性.例如在上面的比较两种钢筋的抗拉强度时，方差与标准差越小意味着该产品的质量越稳定；在描述成绩时，方差与标准差越小，说明成绩越稳定.（3）学生思考“标准差的取值范围是什么？标准差为0的样本数据有什么特点？”由标准差的定义容易得出标准差是非负的；标准差为0意味着所有的样本数据都相等的特性，且与样本平均数也相等，可以构造一个样本容量为2的样本：x 1,x 2(x 1<x 2)，这样可以体会出两个样本数据分散程度与样本标准差应用示例例1 根据下列四组样本数据，说明它们的异同点.(1) 555555555；(2) 444555666；(3) 334456677；(4) 222258888.分析：从数据的数字特征出发.解：四组数据的平均数都是5.0，标准差分别是0.00，0.82，1.49，2.83.虽然它们有相同的平均数，但是它们有不同的标准差，说明数据的分散程度是不一样的.点评：样本的方差、标准差能说明数据的分散程度.例2 甲、乙两种水稻试验品种连续5年的平均单位面积产量如下（单位：t/hm2）,试根据这组数据估计哪一种水稻品种的产量比较稳定.分析：巩固求方差和标准差的方法.解：甲品种的样本平均数为10，样本方差为［(9.8-10)2+(9.9-10)2+(10.1-10)2+(10-10)2+(10.2-10)2］÷5=0.02,乙品种的样本平均数也为10，样本方差为［(9.4-10)2+(10.3-10)2+(10.8-10)2+(9.7-10)2+(9.8-10)2］÷5=0.24.因为0.24>0.02，所以，由这组数据可以认为甲种水稻的产量比较稳定.点评：1.本题若仅由x甲=x乙，易产生这两种水稻的产量一样稳定的错觉.这表明在实际问题中，仅靠期望值（即平均数）不能完全反映问题，还要研究其偏离平均值的离散程度（及方差或标准差）：标准差大说明取值分散性大，标准差小说明取值分散性小或者说取值比较稳定、集中.2.要对“根据这组数据估计…”的统计意义作必要的说明：第一，统计研究是以一定的样本为依据的，对于确定的样本得到确定的统计结果；第二，统计结果具有随机性，选择不同的样本可能得到不同的统计结果.最后还可让学生思考除了品种的优劣，影响水稻产量还有哪些因素？根据一组数据得到的结果是否可靠？这些问题的提出会激发学生对统计学理论的兴趣.例3 为了保护学生的视力，教室内的日光灯在使用了一段时间后必须更换.已知某校使用的100只日光灯在必须换掉前的使用天数如下，试估计这种日光灯的平均使用寿命和标准差.分析：用每一个区间内的组中值作为相应日光灯的使用寿命，再求平均使用寿命.解：各组中值分别为165.5，195.5，225.5，255.5,285.5，315.5，345.5，375.5，由此算165.5×1%+195.5×11%+225.5×18%+255.5×20%+285.5×25%+315.5×16%+345.5×7%+375.5×2%=268.4≈268（天）.这些组中值的方差为1001×［1×(165.5-268.4)2+11×(195.5-268.4)2+18×(225.5-268.4)2+20×(255.5-268.4)2+ 25×(285.5-268.4)2+16×(315.5-268.4)2+7×(345.5-268.4)2+2×(375.5-268.4)2］=2 128.60(天2)， 故所求的标准差约为6.2128≈46（天）.答：估计这种日光灯的平均寿命约为268天，标准差约为46天.点评：此例的目的是：掌握连续性随机变量的平均值和标准差的一种估计方法，即组中值估计法.因为前一节例3已介绍了连续性随机变量的平均值的估计方法，所以处理此例时应让学生回忆前例并主动探索解决问题的方法.例4 容量是40的样本中各数据与30的差的平方和是250，样本标准差是1.5，求样本平均数.分析：根据样本平均数、样本方差、样本标准差的公式解题.解：∵(x 1-30)2+(x 2-30)2+…+(x 40-30)2=250,所以(x 12+x 22+…+x 402)-60(x 1+x 2+…+x 40)+40×302=250.即(x 12+x 22+…+x 402)-60×40x +40×900=250， ①又∵140［(x 1-x )2+(x 2-x )2+…+(x 40-x )2］=1.52=2.25，即(x 12+x 22+…+x 402)-2x(x 1+x 2+…+x 40)+40x 2=90，即(x 12+x 22+…+x 402)-80x 2+40x 2=90，②①-②得40x 2-2 400x+40×900=160， 即x 2-60x +896=0,( x -32)( x -28)=0， 所以，x =32或x =28.点评：理解样本方差的含义，抓住关键点：x 1+x 2+…+x 40=40x ，通过数形结合，结合消元x 1+x 2+…+x 40合理解决问题.例5 已知一组数据的方差是s 2，将这组数据的每个数据都加上10，求所得新数据的方差.分析：利用方差公式解题.解：设原数据：x 1,x 2,…,x n ，平均数是x ，方差是s 2，则新数据为：x 1+10,x 2+10,…,x n +10，平均数为则方差为n 1［(x 1+10-x -10)2+(x 2+10-x -10)2+…+(x n +10-x -10)2］ =n1［(x 1-x )2+(x 2-x )2+…+(x n -x )2］=s 2.变式训练某班有50名学生，某次数学考试的成绩经计算得到的平均分数是70分，标准差是s ，后来发现登记有误，某甲得70分却记为40分，某乙50分误记为80分，更正后重新计算得标准差为s 1，则s 与s 1之间的大小关系是（ ）A.s=s 1B.s<s 1C.s>s 1D.不能确定解析：由题意，平均数不变，所以只要看与平均数的离差的平方的变化情况.因为方差刻画了数据相对于平均值的平均偏离程度.s 中有：(40-70)2+(80-70)2=1 000，s 1中有：(70-70)2+(50-70)2=400所以s>s 1.答案：C点评：由本例及变式可推理归纳方差的性质：（1）若给定一组数据x 1,x 2,…,x n ，方差为s 2，则ax 1,ax 2,…,ax n 的方差为a 2s 2；（2）若给定一组数据x 1,x 2,…,x n ，方差为s 2，则ax 1+b,ax 2+b,…,ax n +b 的方差为a 2s 2，特别地，当a=1时，则有x 1+b,x 2+b,…,x n +b 的方差为s 2，这说明将一组数据的每一个数据都减去相同的一个常数，其方差是不变的，即不影响这组数据的波动性；（3）方差刻画了数据相对于平均值的平均偏离程度.对于不同的数据集，当离散程度越大时，方差越大；（4）方差的单位是原始测量数据单位的平方，对数据中的极值较为敏感.知能训练课本本节练习解答：1.甲、乙两个班的样本平均数为160，但甲班的极差为3，乙班的极差为30，故甲班的波动较小.2.已知 s 2=3=81［(k 1-k )2+(k 2-k )2+…+(k 8-k )2］， 而 883)...(28)3(2...)3(2)3(2821821⨯-+++=-+-+-k k k k k k =2k -3, s 12=18［(2k 1-6-2k+6)2+(2k 2-6-2k+6)2+…+(2k 8-6-2k+6)2］=4s 2=12.3.甲较稳定.4.甲的平均值为10，方差为0.055；乙的平均值为10，方差为0.105.点评：从练习中再次体会数据的离散程度影响对事件的客观判断，体会从平均数、离散程度的角度对事件作出科学判断的方法.课堂小结1.数据的离散程度影响对事件的客观判断，体会从平均数、离散程度的角度对事件作出科学判断的方法，方差与标准差越小，表明各个样本数据在样本平均数的周围越集中；反之，方差与标准差越大，表明各个样本数据在样本平均数的两边越分散；2.衡量离散程度的常用计算方法——方差与标准差，熟悉用计算器计算方差与标准差的方法，切实掌握相关的计算公式、方法、步骤并对有关数据进行合理解释；3.样本的有效选择对判断有重要影响，知道影响判断、决策的因素是多方面的，在对总体作出判断之前，要充分考虑各种因素，切实体会统计的思想方法；4.样本数据既具有随机性又具有规律性，在很广泛的条件下，简单随机抽样样本的数字特征如众数、中位数、平均数、方差与标准差随样本容量的增加及时稳定于总体相应的数字特征，总体的数字特征是一定的，不存在随机性.作业课本习题2.3 3、5、7.设计感想本节课一定要让学生体会平均数反映的是一组数据的平均水平，而方差和标准差则反映了一组数据的波动大小.在实际学习、工作中用得非常多，比如选择运动员参加大型比赛时，要看他以前的每次测试的平均成绩，但成绩的稳定性也非常重要；学习上也是如此，稳定了可以给最后的考试提供稳定心理.用这种与生活的息息相关性激发学生学数学的无限兴趣就是老师最大的收获.习题详解习题2.31. x =301(2×5.1+3×5.2+6×5.3+8×5.4+7×5.5+3×5.6+1×5.7)≈5.39. 该厂这个月的平均日产值约为5.39万元.2.在全部数据中找出最小值4.0和最大值7.4，两者之差为3.4，确定全距为3.5，以组距0.5将区间［4.0,7.5］分成7个组.x =1001(4.25×1+4.75×2+5.25×15+5.75×28+6.25×33+6.75×18+7.25×3)=6.03，估计试验田里麦穗的平均长度约为6.0 cm.3.（1）甲机床次品数的平均值为1.5，乙机床次品数的平均值为1.2，故乙机床次品数的平均值较小；（2）甲的方差为1.65，乙的方差为0.82，故乙机床的生产状况较为稳定.4.估计甲机床平均次品率约为(0×0.7+1×0.1+2×0.1+3×0.1)÷1 000=0.06%，乙机床平均次品率约为(0×0.5+1×0.3+2×0.2+3×0)÷1 000=0.07%，故甲机床的产品质量较好.5.（1）此样本中金属棒的平均长度约为5.99； （2）频率分布表如下：频率直方图如下：（3）6×(1-0.2%)≈5.99，6×(1+0.2%)≈6.01，故合格的金属棒有15根，合格率约为15÷40≈37.5%.6.（1）频率分布表如下：频率分布直方图如下：(2)由组中值估计的总体平均数为(57×5+65×14+73×25+81×11+89×5)×601=72.6，约73次. 实际总体平均数约为72，误差约为1.7.施了新化肥的土地的平均每块土地产量为20.52 kg ，未施新化肥的土地平均每块土地产量为17.36 kg ，且施了新化肥的土地产量的方差约为83.33，未施新化肥的土地产量的方差约为154.88，说明用了新化肥不仅平均产量高，而且产量稳定，故可认为新化肥取得了成功.。
高中数学必修三 18-19 第1章 §4 4.1 平均数、中位数、众数、极差、方差 4.2 标准差
难
(6)样本的标准差和方差都是正数．( )
返 首 页
[解析] (1)×，根据平均数的定义可知错误．
自
当
主 预
(2)×，根据众数定义知众数可以一个，也可以多个．
堂 达
习
标
•
(3)×，由中位数的定义可知错误．
•
探
固
新 知
(4)√，极差与标准差都反映了样本数据的波动性和离散程度．
双 基
(5)×，平均数与数据的波动性无关．
究 •
(4)算出(3)中 n 个平方数的平均数，即为样本方差．
攻
重 难
(5)算出(4)中方差的算术平方根，即为样本标准差．
课 时 分 层 作 业
返 首 页
自
当
主
堂
预
达
习 •
2．标准差(方差)的两个作用：
标 •
探
固
新
(1)标准差(方差)越大，数据的离散程度越大；标准差(方差)越小，数据的 双
知
基
离散程度越小．
达 标
•
•
探
A．茎叶图
B．频率分布直方图
固
新
双
知
C．频率折线图
D．频率分布表
基
合
作
探 究
B [当收集到的数据量很大时，一般用频率分布直方图．]
攻
重 难
(2)根据计算结果判断哪台机床加工零件的质量更稳定．
课 时 分 层 作 业
返 首 页
[解] (1) x 甲＝16(99＋100＋98＋100＋100＋103)＝100，
自 主
x 乙＝16(99＋100＋102＋99＋100＋100)＝100.
北师大版数学高一必修3教案1.4.1平均数、中位数、众数、极差、方差4.2标准差
§4数据的数字特征4．1 平均数、中位数、众数、极差、方差4．2 标准差整体设计教学分析在义务教育阶段，学生已经通过实例，学习了平均数、中位数、众数、极差、方差等，并能解决简单的实际问题．在这个基础上，高中阶段还将进一步学习标准差，并在学习中不断地体会它们各自的特点，达到在具体的问题中能根据情况有针对性地选择一些合适的数字特征．三维目标1．能结合具体情境理解不同数字特征的意义，并能根据问题的需要选择适当的数字特征来表达数据的信息，培养学生解决问题的能力．2．通过实例理解数据标准差的意义和作用，学会计算数据的标准差，提高学生的运算能力．重点难点教学重点：平均数、中位数、众数、极差、方差的计算、意义和作用．教学难点：根据问题的需要选择适当的数字特征来表达数据的信息．课时安排1课时教学过程导入新课思路那么怎样判断中国女排和俄罗斯女排的队员谁的身材更为高大？我们分别求出两队球员的平均身高，谁的平均身高数值大，谁的身材就更高大，教师点出课题：数据的数字特征．思路 2.小明开设了一个生产玩具的小工厂，管理人员由小明、他的弟弟和六个亲戚组成．工作人员由五个领工和十个工人组成．工厂经营得很顺利，需要增加一个新工人，小亮需要一份工作，应聘而来与小明交谈．小明说：“我们这里报酬不错，平均薪金是每周300元．你在学徒期每周75元，不过很快就可以加工资了．”小亮工作几天后找到小明说：“你欺骗了我，我已经找其他工人核对过了，没有一个人的工资超过每周100元，平均工资怎么可能是一周300元呢？”小明说：“小亮啊，不要激动，平均工资是300元，你看，这是一张工资表．”工资表如下：人员 小明 小明弟弟 亲戚 领工 工人 周工资 2 400 1 000 250 200 100 人数 1 1 6 5 10 合计2 4001 0001 5001 0001 000这到底是怎么了？教师点出课题：数据的数字特征． 推进新课 新知探究 提出问题1．什么叫平均数？有什么意义？ 2．什么叫中位数？有什么意义？ 3．什么叫众数？有什么意义？ 4．什么叫极差？有什么意义？ 5．什么叫标准差？有什么意义？ 6．什么叫方差？有什么意义？ 讨论结果：1．一组数据的和与这组数据的个数的商称为这组数据的平均数．数据x 1，x 2，…，x n的平均数为x ＝x 1＋x 2＋…＋x nn.平均数对数据有“取齐”的作用，代表该组数据的平均水平．任何一个数据的改变都会引起平均数的变化，这是众数和中位数都不具有的性质．2．一组数据按从小到大的顺序排成一列，处于中间位置的数称为这组数据的中位数．一组数据中的中位数是唯一的，反映了该组数据的集中趋势．3．一组数据中出现次数最多的数称为这组数据的众数．一组数据中的众数可能不止一个，也可能没有，反映了该组数据的集中趋势．4．一组数据的最大值与最小值的差称为这组数据的极差，表示该组数据之间的差异情况．5．标准差是样本数据到平均数的一种平均距离，一般用s 表示，通常用公式s ＝1n[x 1－x 2＋x 2－x 2＋…＋x n －x 2]来计算．可以用计算器或计算机计算标准差．标准差描述一组数据围绕平均数波动的大小，反映了一组数据变化的幅度和离散程度的大小．标准差大，数据的离散程度大；标准差小，数据的离散程度小．标准差的取值范围是[0，＋∞)．样本数据x 1，x 2，…，x n 的标准差的计算步骤：(1)计算样本数据的平均数，用x 来表示；(2)计算每个样本数据与样本数据平均数的差：x i －x (i ＝1,2，…，n )； (3)计算x i －x (i ＝1,2，…，n )的平方；(4)计算这n 个x i －x (i ＝1,2，…，n )的平方的平均数，即方差；(5)计算方差的算术平方根，即为样本标准差．6．方差等于标准差的平方，即s 2＝1n[(x 1－x )2＋(x 2－x )2＋…＋(x n －x )2]，与标准差的作用相同，描述一组数据围绕平均数波动的程度的大小．方差的取值范围是[0，＋∞)．应用示例思路1(1)分别计算该公司员工月工资的平均数、中位数和众数．(2)公司经理会选取上面哪个数来代表该公司员工的月工资情况？税务官呢？工会领导呢？解：(1)经过简单计算可以得出：该公司员工的月工资平均数为1 373元，中位数为800元，众数为700元．(2)公司经理为了显示本公司员工的收入高，采用平均数1 373元作为月工资的代表；而税务官希望取中位数800元，以便知道目前的所得税率对该公司的多数员工是否有利；工会领导则主张用众数700元作为代表，因为每月拿700元的员工数最多．点评：平均数是将所有的数据都考虑进去得到的度量，它是反映数据平均水平最常用的统计量；中位数将观测数据分成相同数目的两部分，其中一部分都比这个数小而另一部分都比这个数大，对于非对称的数据集，中位数更实际地描述了数据的中心；当变量是分类变量时，众数往往经常被使用. 变式训练请参照这个表解答下列问题：(1)用含x ，y 的代数式表示该班参加“环保知识竞赛”的班平均分f ； (2)若该班这次竞赛的平均分为2.5分，求x ，y 的值．解：(1)f ＝3x ＋5y ＋5940；(2)依题意，有⎩⎪⎨⎪⎧3x ＋5y ＝41，x ＋y ＝11，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝7，y ＝4.2.某风景区对5个旅游景点的门票价格进行了调整，据统计，调价前后各景点的游客人(1)该风景区调整前后这5个景点门票的平均收费不变，平均日总收入持平，问风景区是怎样计算的？(2)游客认为调整收费后风景区的平均日总收入相对于调价前，实际上增加了约9.4%，问游客是怎样计算的？(3)你认为风景区和游客哪一方的说法较能反映整体实际？ 解：(1)风景区是这样计算的： 调整前的平均价格： 10＋10＋15＋20＋255＝16(元)，调整后的平均价格：5＋5＋15＋25＋305＝16(元)，因为调整前后的平均价格不变，平均日人数不变， 所以平均日总收入不变． (2)游客是这样计算的： 原平均日总收入：10×1＋10×1＋15×2＋20×3＋25×2＝160(千元)， 现平均日总收入：5×1＋5×1＋15×2＋25×3＋30×2＝175(千元)，所以平均日总收入增加了175－160160≈9.4%.(3)游客的说法较能反映整体实际.例2 甲、乙两台机床同时生产直径是40 mm 的零件．为了检验产品质量，从两台机床生产的产品中各抽取10件进行测量，结果如下表所示. 甲机床直径/mm 40.0 39.8 40.1 40.2 39.9 40.0 40.2 39.8 40.2 39.8 乙机床直径/mm40.040.039.940.039.940.1 40.140.140.039.9分别计算上面从甲、乙两台机床抽取的10件产品直径的标准差，并判断哪台机床生产过程更稳定．解：从数据很容易得到甲、乙两台机床生产的这10件产品直径的平均值x 甲＝x 乙＝40(mm)．我们分别计算它们直径的标准差：s 甲＝[40－402＋39.8－402＋…＋39.8－402]/10＝0.161(mm)， s 乙＝[40－402＋40－402＋…＋39.9－402]/10＝0.077(mm)．由上面的计算可以看出：甲、乙两台机床生产的产品直径的平均值相同，而甲机床生产的产品直径的标准差为0.161 mm ，比乙机床的标准差0.077 mm 大，说明乙机床生产的零件要更标准些，即乙机床的生产过程更稳定一些．点评：对数据数字特征内容的评价，应当更多地关注对其本身意义的理解和在新情境中的应用，而不是记忆和使用的熟练程度. 变式训练设有容量为n 的样本x 1，x 2，…，x n ，其标准差为s x ，另有容量为n 的样本y 1，y 2，…，y n ，其标准差为s y ，且y k ＝3x k ＋5(k ＝1,2，…，n )，则下列关系正确的是( )．A ．s y ＝3s x ＋5B ．s y ＝3s xC ．s y ＝3s xD ．s y ＝3s x ＋5 答案：B思路2例1 800 800 800 800 800 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 200 1 200 1 200 1 200 1 200 1 200 1 200 1 200 1 200 1 200 1 200 1 200 1 200 1 200 1 200 1 200 1 200 1 200 1 200 1 200 1 500 1 5001 5001 5001 5001 5001 500(1)计算该公司员工的月工资的平均数、中位数和众数；(2)假如你去这家企业应聘职位，你会如何看待员工的收入情况？分析：(1)根据平均数、中位数和众数的定义可以分别求得；(2)主要根据月工资的平均数来看待员工的收入情况，当然也要考虑中位数和众数．解：(1)公司员工的月工资的平均数为5×800＋10×1 000＋20×1 200＋7×1 500＋5×2 000＋3×2 50050＝1 320(元)，中位数为1 200元，众数为1 200元．(2)由于该公司员工的月工资的中位数和众数与平均数比较接近， 所以主要考虑月工资的平均数1 320元作为月工资的代表，这样以该公司月平均工资1 320元与同类企业的工资待遇作比较即可． 点评：大多情况下人们会把眼光仅停留在工资表中的最大与最小值处，把最高工资作为一个单位工资的评价，这是一种错误的评价方式. 变式训练1．已知10个数据：1 203,1 201,1 194,1 200,1 204,1 201,1 199,1 204，1 195，1 199，它们的平均数是( )．A ．1 400B ．1 300C ．1 200D ．1 100 答案：C2根据表中提供的信息填空：(1)该公司每人所创的年利润的平均数是__________万元． (2)该公司每人所创的年利润的中位数是__________万元．(3)你认为应该使用平均数和中位数中哪一个来描述该公司每人所创的年利润的一般水平？答案：(1)3.36 (2)2.1 (3)中位数.(1)甲、乙的平均成绩谁较好？ (2)谁的各门功课发展较平衡？分析：(1)利用公式计算平均数；(2)计算方差来分析．解：(1)∵x 甲＝15(60＋80＋70＋90＋70)＝74，x 乙＝15(80＋60＋70＋80＋75)＝73，∴甲的平均成绩较好．(2)s 2甲＝15(142＋62＋42＋162＋42)＝104，s 2乙＝15(72＋132＋32＋72＋22)＝56，∵s 2甲＞s 2乙，∴乙的各门功课发展较平衡．点评：平均数和方差是样本的两个重要数字特征，方差越大，表明数据越分散，相反地，方差越小，数据越集中、稳定；平均数越大表明数据的平均水平越高，平均数越小表明数据的平均水平越低. 变式训练已知一个样本中含有5个数据3,5,7,4,6，则样本方差为( )． A ．1 B ．2 C ．3 D ．4解析：∵x ＝3＋5＋7＋4＋65＝5，∴方差s 2＝15[(5－3)2＋(5－5)2＋(5－7)2＋(5－4)2＋(5－6)2]＝2.答案：B 知能训练1．下列说法正确的是( )．A ．甲、乙两个班期末考试数学平均成绩相同，这表明这两个班数学学习情况一样B ．期末考试数学成绩的方差甲班比乙班的小，这表明甲班的数学学习情况比乙班好C ．期末考试数学平均成绩甲、乙两班相同，方差甲班比乙班大，则数学学习甲班比乙班好D ．期末考试数学平均成绩甲、乙两班相同，方差甲班比乙班小，则数学学习甲班比乙班好答案：D2．在一次数学测验中，某小组14名学生分别与全班的平均分85分的差是：2,3，－3，－5，12,12,8,2，－1,4，－10，－2,5,5，那么这个小组的平均分是__________分．( )．A ．97.2B ．87.29C ．92.32D ．82.86 答案：B3s 1，s 2，s 3分别表示甲、乙、丙三名运动员这次测试成绩的标准差，则有( )． A ．s 3＞s 1＞s 2 B ．s 2＞s 1＞s 3 C ．s 1＞s 2＞s 3 D ．s 2＞s 3＞s 1解析：方法一：计算得x 甲＝x 乙＝x 丙＝8.5，s 21＝2520，s 22＝2820，s 23＝2120，则s 2＞s 1＞s 3；方法二：可以计算三名运动员成绩的平均数都等于8.5，观察对比三个表格，相比之下丙的环数集中在8.5周围，比甲和乙要稳定，乙的环数比甲更分散，则有s 1＞s 3，s 2＞s 1.答案：B4．某人射击5次，分别为8,7,6,5,9环，则这个人射击命中的平均环数为__________． 答案：75．华山鞋厂为了了解中学生穿鞋的鞋号情况，对某中学八年级(1)班的20名男生所穿鞋号的统计如下表：鞋号 23.5 24 24.5 25 25.5 26 人数344711那么这20名男生鞋号数据的平均数是__________，中位数是__________，众数是__________，在平均数、中位数和众数中，鞋厂最感兴趣的是__________．答案：24.55 24.5 25 众数6．某同学使用计算器求30个数据的平均数时，错将其中一个数据105输入为15，那么由此求出的平均数与实际平均数的差是__________．答案：－3拓展提升甲 25 41 40 37 22 14 19 39 21 42 乙27164427441640401640问：(1)哪种玉米的苗长得高？(2)哪种玉米的苗长得齐？解：(1)∵x 甲＝110(25＋41＋40＋37＋22＋14＋19＋39＋21＋42)＝110×300＝30(cm)，x 乙＝110(27＋16＋44＋27＋44＋16＋40＋40＋16＋40)＝110×310＝31(cm)，∴x 甲＜x 乙，即乙种玉米的苗长得高．(2)∵s 2甲＝104.2(cm 2)，s 2乙＝128.8(cm 2)，∴s 2甲＜s 2乙，即甲种玉米的苗长得齐． 课堂小结本节课学习了平均数、中位数、众数、极差、方差的计算、意义和作用． 作业习题1－4 1,2.设计感想本节教学设计依据课程标准，在义务教育阶段的基础上，进一步掌握平均数、中位数、众数、极差、方差的计算、意义和作用，重在应用．备课资料备选习题1．现有同一型号的汽车50辆．为了了解这种汽车每耗油1 L 所行路程的情况，要从中抽出5辆汽车在同一条件下进行耗油 1 L 所行路程的试验，得到如下数据(单位：km)：11,15,9,12,13.则样本方差是( )．A ．20B ．12C ．4D ．2解析：可以计算得平均数x ＝11＋15＋9＋12＋135＝12，则方差s 2＝15[(11－12)2＋(15－12)2＋(9－12)2＋(12－12)2＋(13－12)2]＝4.答案：C2．某人5次上班途中所花的时间(单位：分钟)分别为x ，y,10,11,9.已知这组数据的平均数为10，方差为2，则|x －y |的值为( )．A ．1B ．2C ．3D ．4解析：由平均数为10，得(x ＋y ＋10＋11＋9)×15＝10，整理得x ＋y ＝20；又由于方差为2，则15×[(x －10)2＋(y －10)2＋(10－10)2＋(11－10)2＋(9－10)2]＝2，整理得x 2＋y 2－20(x ＋y )＋192＝0，所以x 2＋y 2＝208，则2xy ＝192.故|x －y |＝x －y 2＝x 2＋y 2－2xy ＝4.答案：D3．某农科所为寻找高产稳定的油菜品种，选了三个不同的油菜品种进行试验，每一品试评定哪一品种既高产又稳定．解：∵三个品种的产量的平均数分别为x1＝21.0(kg)，x2＝21.0(kg)，x3＝20.48(kg)，方差为s21＝0.572，s22＝2.572，s23＝3.597 6，∴x1＝x2＞x3，s21＜s22＜s23.故第一个品种既高产又稳定．已经算得两个组的平均分数都是80分，请根据你所学过的统计知识，进一步判断这两个组本次竞赛中的成绩哪组更好一些，并说明理由．分析：该题不仅运用了统计的有关基础知识，还考查应用数学的意识，结论具有开放性，从众数、方差、中位数、高分数段以及满分人数全方位进行综合分析、比较，并作出判断．解：分析1：从众数看，甲组成绩的众数是90分，乙组成绩的众数是70分，甲组成绩好一些．分析2：从方差看，s2甲＝172，s2乙＝256，s2甲＜s2乙，甲组成绩较乙组成绩稳定一些．分析3：甲、乙两组成绩的中位数、平均数都是80分，其中，甲组成绩在80分以上(含80分)的有33人，乙组成绩在80分以上(含80分)的有26人，甲组的成绩总体好一些．分析4：从成绩统计表看，甲组成绩高于80分的人数为20人，乙组成绩高于80分的人数为24人，所以乙组成绩在高分段的人数多，同时乙组得满分的人数比甲组多6人，乙组成绩好一些．点评：答案不唯一，只要符合实际数据就行．(设计者：张建国)。
标准差的计算公式高中数学
标准差的计算公式高中数学标准差的计算公式是高中数学中非常重要的一个概念，它是用来衡量一组数据的离散程度的。
在统计学中，标准差是一种常用的测量方法，它可以帮助我们了解数据的分布情况，从而更好地进行数据分析和决策。
标准差的计算公式如下：标准差= √[Σ(xi-μ)²/n]其中，xi表示第i个数据点，μ表示所有数据点的平均值，n表示数据点的总数。
这个公式看起来可能有些复杂，但实际上它的计算过程并不难。
下面我们来详细解释一下标准差的计算方法。
我们需要计算出所有数据点的平均值。
这个过程很简单，只需要将所有数据点的值相加，然后除以数据点的总数即可。
例如，如果我们有一组数据点为{2, 4, 6, 8, 10}，那么它们的平均值为(2+4+6+8+10)/5=6。
接下来，我们需要计算每个数据点与平均值之间的差值。
这个过程也很简单，只需要将每个数据点的值减去平均值即可。
例如，在上面的例子中，第一个数据点的差值为2-6=-4，第二个数据点的差值为4-6=-2，以此类推。
然后，我们需要将每个差值平方。
这个过程也很简单，只需要将每个差值乘以自己即可。
例如，在上面的例子中，第一个数据点的差值平方为(-4)²=16，第二个数据点的差值平方为(-2)²=4，以此类推。
接下来，我们需要将所有差值平方的和除以数据点的总数。
这个过程也很简单，只需要将所有差值平方的和相加，然后除以数据点的总数即可。
例如，在上面的例子中，所有差值平方的和为16+4+0+4+16=40，数据点的总数为5，因此标准差为√(40/5)=2。
通过这个例子，我们可以看到标准差的计算过程并不难，只需要按照公式逐步计算即可。
但是，标准差的计算还有一些需要注意的地方。
标准差只适用于数值型数据，而不适用于分类数据或顺序数据。
其次，标准差的值越大，表示数据的离散程度越大，反之亦然。
因此，在进行数据分析和决策时，我们需要根据标准差的值来判断数据的分布情况，从而更好地进行决策。
高1数学标准差公式
高1数学标准差公式标准差在概率统计中最常使用作为统计分布程度上的测量。
高一同学学习了标准差内容需要掌握其计算公式，下面是店铺给大家带来的高1数学标准差公式，希望对你有帮助。
高1数学标准差计算公式假设有一组数值X1,X2,X3,......XN(皆为实数)，其平均值为μ，公式如图：标准差也被称为标准偏差，或者实验标准差，公式如图：简单来说，标准差是一组数据平均值分散程度的一种度量。
一个较大的标准差，代表大部分数值和其平均值之间差异较大;一个较小的标准差，代表这些数值较接近平均值。
例如，两组数的集合 {0,5,9,14} 和 {5,6,8,9} 其平均值都是 7 ，但第二个集合具有较小的标准差。
标准差可以当作不确定性的一种测量。
例如在物理科学中，做重复性测量时，测量数值集合的标准差代表这些测量的精确度。
当要决定测量值是否符合预测值，测量值的标准差占有决定性重要角色：如果测量平均值与预测值相差太远(同时与标准差数值做比较)，则认为测量值与预测值互相矛盾。
这很容易理解，因为如果测量值都落在一定数值范围之外，可以合理推论预测值是否正确。
标准差应用于投资上，可作为量度回报稳定性的指标。
标准差数值越大，代表回报远离过去平均数值，回报较不稳定故风险越高。
相反，标准差数值越小，代表回报较为稳定，风险亦较小。
例如，A、B两组各有6位学生参加同一次语文测验，A组的分数为95、85、75、65、55、45，B组的分数为73、72、71、69、68、67。
这两组的平均数都是70，但A组的标准差为17.078分，B组的标准差为2.16分(此数据是在R统计软件中运行获得)，说明A组学生之间的差距要比B组学生之间的差距大得多。
如是总体，标准差公式根号内除以n如是样本，标准差公式根号内除以(n-1)因为我们大量接触的是样本，所以普遍使用根号内除以(n-1)标准差公式意义所有数减去其平均值的平方和，所得结果除以该组数之个数(或个数减一，即变异数)，再把所得值开根号，所得之数就是这组数据的标准差。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
环数
(甲 ) 0.4 0.3 0.2
0.1
4 5 6 7 8 (乙) 9 10 环数
直观上看,还是有差异的.如:甲成绩比较分散,乙成绩 相对集中(如图示).因此,我们还需要从另外的角度来 考察这两组数据.例如:在作统计图,表时提到过的极 差. 甲的环数极差=10-4=6 乙的环数极差=9-5=4.
从生产的零件内径的尺寸看,谁生产的质量较高?
分析:每一个工人生产的所有零件的内径尺寸组成一个总体,
由于零件的生产标准已经给出(内径25.40mm),生产质量可 以从总体的平均数与标准差两个角度来衡量.总体的平均数 与内径标准尺寸25.00mm的差异在时质量低,差异小时质 量高;当总体的平均数与标准尺寸很接近时,总体的标准差 小的时候质量高,标准差大的时候质量低.这样比较两人的 生产质量只要比较他们所生产的零件内径尺寸所组成的两 个总体的平均数与标准差的大小即可.但是这两个总体的平 均数与标准差都是不知道的,根据用样本估计总体的思想, 我们可以通过抽样分别获得相应的样体数据,然后比较这两 个样本的平均数,标准差,以此作为两个总体之间的估计值. 解:用计算器计算可得:
x s 2.841 , x 2 s 3.709 x s 1.105, x 2 s 0.237.
这100个数据中， 在区间 x 2s, x 2s 0.237,3.709外的只有4个。
也就是说， x 2 s , x 2 s 几乎包含了所有样本数 据。 从数学的角度考虑 ， 人们有时用标准差的平 方s 2 方差来代替标准作为
x甲 25.4005 , x乙 25,4008 ; s甲 0.038, s乙 0.074
从样本平均数看,甲生产的零件内径比乙生产的更接 近内径标准(25.40mm),但是差异很小;从样本标准差看, 由于
s甲 s乙， 因此甲生产的零件内径 比乙的稳定程度高得多 。 于是可以作出判断 ， 甲生产的零件的质量比 乙的高一些。
甲：７ 乙：９ ８ ５ ７ ７ ９ ８ ５ ７ ４ ６ ９ ８ １０ ６ ７ ７ ４ ７
2.标准差
如果你是教练,你应当如何对这次射击作出评价 ? 如果看两人本次射击的平均成绩,由于x甲 7，x乙 7 两人射击 的平均成绩是一样的.那么两个人的 水平就没有什么差异吗?
频率
0.3 0.2 0.1 频率 4 5 6 7 8 9 10
x5
S=0.00
1 2 3 45 (1)
6 7 8
频率
1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 o
频率 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 o 频率 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 o
s甲
s乙
4
5
6
7
8
9
10
例题1:画出下列四组样本数据的直方图,说明它们的异同点. (1) 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5; (2) 4, 4, 4, 5 , 5, 5, 6, 6, 6; (3) 3 , 3 , 4 , 4 , 5, 6 , 6, 7 , 7; (4) 2 , 2 , 2 , 2, 5 , 8 , 8 , 8 , 8 ; 解:四组样本数据的直方图是: 频率 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 o
它们在一定程度上表明了样本数据的分散程度, 与平均数一起,可以给我们许多关于样本数据的信息. 显然,极差对极端值非常敏感,注意到这一点,我们可 以得到一种“去掉一个最高分,去掉一个最低分”的 统计策略.
考察样本数据的分散程度的大小，最常用的统计量是标准差． 标准差是样本平均数的一种平均距离，一般用s表示． 所谓“平均距离”，其含义可作如下理解：
从上述例子我们可以看到,对一名工人生产的零件内径(总体)的质 量判断,与我们抽取的内径(样本数据)直接相关.显然,我们可以从这 名工人生产的零件中获取许多样本(为什么?).这样,尽管总体是同 一个,但由于样本不同,相应的样本频率分布与平均数,标准差等都 会发生改变,这就会影响到我们对总体情况的估计.如果样本的的代 表性差,那么对总体所作出的估计就会产生偏差;样本没有代表性时, 对总体作出错误估计的可能性就非常大.这也正是我们在前面讲随 机抽样时反复强调样本代表性的理由.在实际操作中,为了减少错误 的发生,条件许可时,通常采取适当增加样本容量的方法.当然,关键 还是要改进抽样方法,提高样本的代表性.
假设样本数据是 x1 , x2 ,...xn , x 表示这组数据的平均数 。x i到 x 的距离是：
xi x (i 1 ,2, , n).
于是， 样本数据x1 , x2 , xn到 x 的“平均距离”是：
S x1 x x2 x xn x n .
x1 x2 , 其样本的标准差为 x2 x1 x x , 记a 2 1 . 2 2
a
x1
x1 x2 2
x2
显然,标准差越大,则a越大,数据的离散程度越大;标准差越小,数据 的离散程度越小. 用计算器可算出甲,乙两人的的成绩的标准差
s甲 2，s
乙
1 095
由 s甲 s乙 可以知道,甲的成绩离散程度大,乙的成绩离散 程度小.由此可以估计,乙比甲的射击成绩稳定. 上面两组数据的离散程度与标准差之间的关系可用 图直观地表示出来.
2.2.2 用样本的数字特征估计 总体的数字特征 目标导学
1、通过实例理解样本数据标准差的意义，会 计算样本平均数和标准差。 2、体会用样本估计总体的思想，会用样本的 基本数字特征（平均数、标准差）估计总体 的基本数字特征。
主体自学
看书： P76~77
平均数向我们提供了样本数据的重要信息,但是 平均有时也会使我们作出对总体的片面判断．因 为这个平均数掩盖了一些极端的情况，而这些极 端情况显然是不能忽的．因此，只有平均数还难 以概括样本数据的实际状态． 如：有两位射击运动员在一次射击测试中各 射靶10次，每次命中的环数如下：
x5
S=0.82
x5
S=1.49
1 2 3 45 (2)
6 7 8
1 2 3 45
6 7 8
x5
S=2.83
1 2 3 4 5 6 7 8
四组数据的平均数都是5.0,标准差分别是0.00,0.82, 1.49,2.83.虽然它们有相同的平均数,但是它们有不 同的标准差,说明数据的分散程度是不一样的. 标准差还可以用于对样本数据的另外一种解释 .例如, x 1.973 在关于居民月均用水量的例子中,平均数 标准差s=0.868 ,所以
； / 猫先生电竞 mrcat电竞 ；
了笑,心里却在想,好你个小妮子,说の好像你实力比人家晴天强似の丶他只是传音叶问情道："别小看了这个人,能从葬神山谷下爬上来の人,即使只是个半死人,这手段也不是你咱能想像の丶""哪有这么强,他の境界就摆在眼前丶"叶问情不相信丶叶震笑而不语,他也只是跟来看热闹の,至 于根汉如何出手,他也很好奇丶几帮人马又在暗忠较劲了,前方不远处の封印之地,距离这里虽说只有短短の三百多里,但是这忠间却隔着五十六座超强の法阵丶所以现在根汉几人,也只能站在这里,感应到壹些能量の传送,波动丶却根本无法看到前面封印之地の情况,也看不到里面,是什么 动静丶"这家伙站这里看什么,难道他还能看到那里面不成?"天仙尔就在根汉身后五十几里外,就在那里盯着根汉の壹举壹动,壹旦他有什么真の要救出这女人の手段使出来の话,她肯定会在后面给根汉来壹下子丶不过几人都在这里看了好壹会尔,最少也有两个时辰了,天渐渐の黑了下来,根 汉还是没有动手丶反倒是根汉还从自己の乾坤世界里面,弄了几条鱼,还有一些烤兔出来,先坐了下来,在这里直接就吃开了丶"这个混蛋,不救人竟然在这里吃东西,他是来这里游山玩水の吗!"身后の天仙尔,气得够呛,她壹直等着根汉出手呢,这家伙却还没有出手の意思,竟然在这里大吃大 喝了起来丶叶问情也够急の,不过叶震倒是十分淡定丶。丶丶の《》发布啦,想玩の书友们请关注微笑进行(猫补忠文叁66肆隐患(猫补忠文)根汉眼忠壹亮,灌了口酒,似乎想到了壹种可能丶极有可能这里也有炼灵玉壹样の东西,可以持这种东西,轻易の将法阵给暂时打开壹下子丶然后人出 来之后,法阵又自动合上了丶这应该是最有可能の方法了,要不然の话,难道那些人就不会再回来吗?至少根汉之前路过不少家亭の时候,扫过他们当忠不少人の元灵,就他们那些当忠の人所知,这几年至少是有人回来过の丶所以壹定是有这样の方法の丶"看来咱只能在这里守株待兔了丶"根 汉吃了口烤肉,目光悄悄の撇了壹眼天仙尔所在の方向,不知道这个藏在暗处の女人到底是什么打算丶现在在这里守株待兔是没关系,可若是刚刚开始守,这女人就向上面通风报信了,那自己不就现在露了馅了吗?"哎,不行呀,这女人始终是壹个隐患呀丶"根汉有些为难,若是直接将这个女人 给抓起来,当然是好,让她无法去通风报信最好丶可这女人毕竟是壹位女大魔神,想抓壹个和自己同境界の女人,谈何容易丶就算自己同阶无敌,能够抓住她,她忠途肯定也有机会将声音传出去の丶别说是传出去了,就是和她哪怕是对了壹招,这至尊与至尊之境の打斗,壹旦打斗了,哪怕是壹招, 这动静也是惊天动地の,到时候壹定会行迹败露の丶"丫の,这女人长の倒是不错,是壹个极品优物丶"根汉心忠暗笑道："要是能将这个女人给收了,不仅壮大了自己の叶家,还能收壹个绝世美人,这就太好了丶"想是想の美,但是要收这样の壹个女人,谈何容易,哪里是王霸之气壹放,就能收回 来の小妹妹?｝性感私房照露酥胸翘臀玖5后校花秒杀宅男请关注微笑看猫补忠文叁665编瞎话(猫补忠文)叁665"丫の,这女人长の倒是不错,是壹个极品优物丶"