Przejdź do treści

Wariancja i odchylenie standardowe z szeregu rozdzielczego

Szkoła średnia trudne

Masę 4040 paczek pogrupowano w klasy.

Masa [kg][0, 2)[2, 4)[4, 6)[6, 8)
Liczba paczek812155

Oblicz, przyjmując za dane środki klas, średnią, wariancję i odchylenie standardowe masy paczki. Odchylenie podaj z dokładnością do 0,010{,}01 kg.

Rozwiązanie

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

Krok 1. Środki klas i tabela pomocnicza (środki klas: 1,3,5,71, 3, 5, 7):

Środek klasy xᵢ1357suma
Liczebność nᵢ81215540
nᵢ · xᵢ8367535154
nᵢ · xᵢ²8108375245736

Krok 2. Średnia:

xˉ=15440=3,85.\bar{x} = \frac{154}{40} = 3{,}85.

Krok 3. Średnia kwadratów:

x2‾=73640=18,4.\overline{x^2} = \frac{736}{40} = 18{,}4.

Krok 4. Wariancja wzorem skróconym:

σ2=x2‾−xˉ2=18,4−3,852=18,4−14,8225=3,5775.\sigma^2 = \overline{x^2} - \bar{x}^2 = 18{,}4 - 3{,}85^2 = 18{,}4 - 14{,}8225 = 3{,}5775.

Krok 5. Odchylenie standardowe:

σ=3,5775≈1,89 kg.\sigma = \sqrt{3{,}5775} \approx 1{,}89 \text{ kg}.

Dlaczego wzór skrócony. Średnia 3,853{,}85 nie jest liczbą całkowitą, więc odchylenia −2,85-2{,}85, −0,85-0{,}85, 1,151{,}15, 3,153{,}15 trzeba by podnosić do kwadratu - wzór skrócony wymaga tylko kwadratów liczb 1,3,5,71, 3, 5, 7. Wynik z definicji jest ten sam.

Odpowiedź. xˉ=3,85\bar{x} = 3{,}85 kg, σ2=3,5775\sigma^2 = 3{,}5775 kg², σ≈1,89\sigma \approx 1{,}89 kg.