descartesclytie0x/descartes-math-platform
บทที่ 49 การวิเคราะห์และนำเสนอข้อมูลเชิงปริมาณตรงกับหนังสือ พื้นฐาน ม.6 บทที่ 3 และเพิ่มเติม ม.6 เล่ม 2 บทที่ 3พื้นฐานเพิ่มเติม

49.6 แบบฝึกหัด

ทำในกระดาษก่อน แล้วค่อยใส่คำตอบให้เว็บตรวจ ตอบผิดได้ไม่จำกัดครั้ง ติดจริงๆ ค่อยเปิดคำใบ้ทีละขั้น และเปิดวิธีทำหลังทำเสร็จแล้วเท่านั้น

ข้อ 1 ค่าเฉลี่ย

ระดับง่าย

หาค่าเฉลี่ยของ 3,5,7,93,5,7,9

คำใบ้ขั้นที่ 1

บวกข้อมูลทุกตัวแล้วหารจำนวนตัว

ดูวิธีทำ
  1. ค่าเฉลี่ยคือผลรวมของข้อมูลหารด้วยจำนวนข้อมูล
  2. ผลรวม 3+5+7+9=243+5+7+9=24
  3. มีข้อมูล 44 ตัว จึงได้ xˉ=244=6\bar x=\tfrac{24}{4}=6
  4. ตรวจด้วยระยะจากค่าเฉลี่ย −3,−1,1,3-3,-1,1,3 รวมกันได้ 00 ตามสมบัติของค่าเฉลี่ย

ข้อ 2 มัธยฐาน

ระดับง่าย

หามัธยฐานของ 9,1,4,69,1,4,6

คำใบ้ขั้นที่ 1

เรียงก่อนแล้วดูว่าจำนวนข้อมูลคู่หรือคี่

ดูวิธีทำ
  1. มัธยฐานต้องเรียงข้อมูลก่อน ได้ 1,4,6,91,4,6,9
  2. มีข้อมูล 44 ตัวซึ่งเป็นจำนวนคู่ จึงไม่มีตัวกลางตัวเดียว ต้องใช้สองตัวกลางคือตัวที่ 22 และ 33 ได้ 44 กับ 66
  3. มัธยฐาน =4+62=5=\tfrac{4+6}{2}=5 ค่านี้ไม่ได้อยู่ในข้อมูลก็ได้

ข้อ 3 เลือกค่ากลาง

ระดับง่าย

ข้อมูลค่าใช้จ่ายมีค่าสูงสุดโต่งหนึ่งค่า ค่ากลางใดมักทนต่อค่านั้นได้ดีกว่า

คำตอบ

คำใบ้ขั้นที่ 1

พิจารณาว่าการเปลี่ยนค่าสุดโต่งดึงค่ากลางใดมากกว่า

ดูวิธีทำ

ค่าเฉลี่ยใช้ขนาดของข้อมูลทุกตัว ถ้าค่าสุดโต่งใหญ่ขึ้น ผลรวมก็ใหญ่ขึ้น ค่าเฉลี่ยจึงถูกดึงตาม

มัธยฐานใช้แค่ตำแหน่งกลางหลังเรียง ค่าสุดโต่งอยู่ปลายแถวอยู่แล้ว จะใหญ่ขึ้นเท่าไรก็ยังอยู่ปลายแถว ตัวกลางจึงไม่เปลี่ยน เช่น 40,45,45,50,22040,45,45,50,220 มีค่าเฉลี่ย 8080 แต่มัธยฐาน 4545 ตรงกับคนส่วนใหญ่มากกว่า

ดังนั้นมัธยฐานทนต่อค่าสุดโต่งได้ดีกว่า

ข้อ 4 ความแปรปรวนตัวอย่าง

ระดับกลาง

ข้อมูลตัวอย่าง 1,3,51,3,5 มีความแปรปรวนตัวอย่างเท่าไร

คำใบ้ขั้นที่ 1

หาผลรวมกำลังสองระยะจากค่าเฉลี่ยแล้วหาร n ลบหนึ่ง

ดูวิธีทำ
  1. ค่าเฉลี่ย xˉ=1+3+53=3\bar x=\tfrac{1+3+5}{3}=3
  2. ระยะจากค่าเฉลี่ย −2,0,2-2,0,2 ยกกำลังสองได้ 4,0,44,0,4 รวม 88
  3. ข้อมูลเป็นตัวอย่าง จึงหารด้วย n−1=3−1=2n-1=3-1=2 ไม่ใช่ n=3n=3
  4. ได้ s2=82=4s^2=\tfrac{8}{2}=4

ข้อ 5 การเลื่อนข้อมูล

ระดับง่าย

ถ้าทุกคนสอบเพิ่มคนละห้าคะแนน ค่าเฉลี่ยและส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานเปลี่ยนอย่างไร

คำใบ้ขั้นที่ 1

ลองลบค่าเฉลี่ยหลังเลื่อนข้อมูลด้วยค่าคงที่เท่ากัน

ดูเฉลยและเกณฑ์ตรวจ

ให้คะแนนเดิมเป็น xix_i และค่าเฉลี่ยเดิมเป็น xˉ\bar x เมื่อทุกคนได้เพิ่มห้าคะแนน คะแนนใหม่คือ xi+5x_i+5

  1. ผลรวมใหม่เพิ่มขึ้น 5n5n หารด้วย nn จึงได้ค่าเฉลี่ยใหม่ xˉ+5\bar x+5 ค่าเฉลี่ยเพิ่มห้า
  2. ระยะจากค่าเฉลี่ยใหม่คือ (xi+5)−(xˉ+5)=xi−xˉ(x_i+5)-(\bar x+5)=x_i-\bar x เท่าเดิมทุกตัว
  3. ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานคำนวณจากระยะเหล่านี้เท่านั้น จึงคงเดิม

การเลื่อนข้อมูลทั้งชุดย้ายตำแหน่ง แต่ไม่เปลี่ยนว่าข้อมูลห่างกันเท่าไร

ข้อ 6 รวมคะแนนสองห้อง

ระดับกลาง

ห้อง ก 1010 คนเฉลี่ย 5050 ห้อง ข 3030 คนเฉลี่ย 7070 ค่าเฉลี่ยรวมเท่าไร

คำใบ้ขั้นที่ 1

กู้คืนผลรวมคะแนนแต่ละห้องก่อนหารจำนวนรวม

ดูวิธีทำ
  1. ค่าเฉลี่ยคูณจำนวนคนได้ผลรวมคะแนน ห้อง ก รวม 10(50)=50010(50)=500 ห้อง ข รวม 30(70)=210030(70)=2100
  2. ผลรวมคะแนนสองห้อง 500+2100=2600500+2100=2600
  3. จำนวนคนรวม 10+30=4010+30=40
  4. ค่าเฉลี่ยรวม 260040=65\tfrac{2600}{40}=65 ใกล้ 7070 มากกว่า 5050 เพราะห้อง ข มีคนมากกว่าสามเท่า

ข้อ 7 คะแนนวิชาฟิสิกส์

ระดับกลาง

คะแนนฟิสิกส์ 8282 ค่าเฉลี่ย 7070 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 88 คะแนนมาตรฐานเท่าไร

คำใบ้ขั้นที่ 1

ลบค่าเฉลี่ยจากคะแนนแล้วหารส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน

ดูวิธีทำ
  1. ระยะจากค่าเฉลี่ย 82−70=1282-70=12 คะแนน
  2. หารด้วยส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานเพื่อเปลี่ยนเป็นจำนวนเท่าของส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน z=128=1.5z=\tfrac{12}{8}=1.5
  3. คะแนนนี้สูงกว่าค่าเฉลี่ยหนึ่งจุดห้าเท่าของส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน

ข้อ 8 ควอร์ไทล์ที่หนึ่ง

ระดับยาก

ข้อมูลเรียง 3,6,9,12,15,18,213,6,9,12,15,18,21 ใช้ตำแหน่ง Q1=(n+1)/4Q_1=(n+1)/4 จงหา Q1Q_1

คำใบ้ขั้นที่ 1

หาตำแหน่งก่อนแล้วอ่านค่าจากข้อมูลที่เรียงแล้ว

ดูวิธีทำ
  1. ข้อมูลเรียงแล้ว มี n=7n=7 ตัว
  2. ตำแหน่งของ Q1Q_1 คือ 7+14=2\tfrac{7+1}{4}=2 เป็นจำนวนเต็ม จึงไม่ต้องแทรกค่า
  3. ข้อมูลตัวที่ 22 คือ 66 ดังนั้น Q1=6Q_1=6

ข้อ 9 ค่าเฉลี่ยจากตารางแจกแจงความถี่

ระดับกลาง

สำรวจนักเรียน ม.6 จำนวน 2020 คนว่าออกกำลังกายสัปดาห์ละกี่ชั่วโมง ได้ผลดังตาราง จงประมาณค่าเฉลี่ยของเวลาออกกำลังกาย

เวลา (ชั่วโมง)ความถี่
0≤x<20\le x<255
2≤x<42\le x<488
4≤x<64\le x<644
6≤x<86\le x<833
ชั่วโมง

คำใบ้ขั้นที่ 1

หาจุดกึ่งกลางของแต่ละช่วงก่อน

คำใบ้ขั้นที่ 2

คูณความถี่กับจุดกึ่งกลางแต่ละช่วงแล้วรวม จากนั้นหารด้วยจำนวนคนทั้งหมด ไม่ใช่จำนวนช่วง

ดูวิธีทำ
  1. ไม่รู้ค่ารายคน จึงให้ทุกคนในช่วงมีค่าเท่ากับจุดกึ่งกลางของช่วง ได้ 1,3,5,71,3,5,7 ชั่วโมง
  2. คูณความถี่กับจุดกึ่งกลางเพื่อประมาณผลรวมของแต่ละช่วง 5(1)=55(1)=5 8(3)=248(3)=24 4(5)=204(5)=20 3(7)=213(7)=21
  3. รวมกัน ∑fixi=5+24+20+21=70\sum f_ix_i=5+24+20+21=70 ชั่วโมง
  4. หารด้วยจำนวนคน N=5+8+4+3=20N=5+8+4+3=20 ได้ xˉ≈7020=3.5\bar x\approx\tfrac{70}{20}=3.5 ชั่วโมง
  5. ตรวจ ค่าเฉลี่ยอยู่ในช่วง 2≤x<42\le x<4 ซึ่งมีคนมากที่สุด จึงสมเหตุสมผล

ข้อ 10 ผลไม้ชนิดไหนขนาดไม่สม่ำเสมอ

ระดับยาก

แม่ค้าชั่งผลไม้ทุกลูกในร้าน กล้วยหอมหนักเฉลี่ย 140140 กรัม ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 1212 กรัม ส้มหนักเฉลี่ย 9595 กรัม ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 99 กรัม ผลไม้ชนิดที่มีขนาดไม่สม่ำเสมอมากกว่าเมื่อเทียบกับน้ำหนักของตัวเอง มีสัมประสิทธิ์การแปรผันกี่เปอร์เซ็นต์ ตอบเป็นทศนิยมสองตำแหน่ง

เปอร์เซ็นต์

คำใบ้ขั้นที่ 1

ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานมากกว่าไม่ได้แปลว่ากระจายสัมพัทธ์มากกว่า ต้องเทียบกับขนาดของค่าเฉลี่ย

คำใบ้ขั้นที่ 2

หาสัมประสิทธิ์การแปรผัน σ ÷ μ × 100 ของทั้งสองชุดแล้วเลือกชุดที่มากกว่า

ดูวิธีทำ
  1. ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของกล้วยหอม 1212 กรัมมากกว่าของส้ม 99 กรัม แต่กล้วยหอมก็หนักกว่าด้วย จึงต้องเทียบการกระจายกับค่าเฉลี่ยของแต่ละชนิด
  2. กล้วยหอม CV=12140×100≈8.57\text{CV}=\tfrac{12}{140}\times100\approx 8.57 เปอร์เซ็นต์
  3. ส้ม CV=995×100≈9.47\text{CV}=\tfrac{9}{95}\times100\approx 9.47 เปอร์เซ็นต์
  4. ส้มมีสัมประสิทธิ์การแปรผันมากกว่า จึงมีขนาดไม่สม่ำเสมอมากกว่าเมื่อเทียบกับน้ำหนักของตัวเอง คำตอบคือ 9.479.47 เปอร์เซ็นต์