第 24 课时 方差与标准差【学习导航】 学习要求 1.体会方差与标准差也是对调查数据的一种简明的描述,要求熟练记忆公式,并能用于生产实际和科学实验中;2.体会方差与标准差对数据描述中的异同
【课堂互动】自学评价案例 有甲乙两种钢筋现从中各抽取一个样本(如下表)检查它们的抗拉强度(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
【分析】 在平均数相同的情况下,观察上述数据表,发现乙样本的最小值 100 低于甲样本的最小值 110,最大值 145 高于甲样本的最大值 135,这说明乙种钢筋没有甲种钢筋的抗拉强度稳定.在平均数相同的情况下,比较两组数据的极差能大概判断它们的稳定程度.极差: 我们把一组数据的最大值与最小 值的差称为极差.从数据表上可以看出,乙的极差较大,数据较分散;甲的极差小,数据较集中,这就说明甲比乙稳定.运用极差对两组数据进行比较,操作简单方便,但如果两组数据的集中程度差异不大时,就不容易得出结论.这时,我们考虑用更为精确的方法——方差.在上一课时中,学习了总体平均数的估计,其中提到平均数是“最理想”近似值的缘由.同样我们可以考虑每一抗拉强度与平均抗拉强度的离差,离差越小,稳定性就越高.那么,怎样来刻画一组数据的稳定程度呢
在 上 一 课 时 中 , 设 n 个 实 验 值(=1,2,…,n)的近似值为,那么它与这 n 个实验值( =1,2,…,n)的离差分别为,,…,.由于上述离差有正有负,故不宜直接相加.可以考虑将各个离差的绝对值相加,研究||+||+…+||取最小值时的值.但由于含绝对值,运算不太方便 , 所 以 考 虑 离 差 的 平 方 和 , 即 ()2+()2+…+()2,当此和最小时,对应的的值作为近似值,因为()2+()2+…+()2 =,所以当时离差的平方和最小,故可用作为表示这个物