Bài 3.17 trang 86 Toán 12 tập 1 - Kết nối tri thức: Trong bài thực hành đo hiệu điện thế của mạch điện...

Đề bài :

Trong bài thực hành đo hiệu điện thế của mạch điện, An và Bình đã dùng hai vôn kế khác nhau để đo, mỗi bạn tiến hành đo 10 lần cho kết quả như sau:

Tính độ lệch chuẩn của các mẫu số liệu ghép nhóm cho kết quả số đo của An và Bình. Từ đó kết luận xem vôn kết của bạn nào cho kết quả ổn định hơn.

Hướng dẫn giải :

+ Sử dụng kiến thức về phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm để tính: Phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm, kí hiệu là \({s^2}\), là một số được tính theo công thức sau: \({s^2} = \frac{1}{n}\left( {{m_1}x_1^2 + ... + {m_k}x_k^2} \right) - {\left( {\overline x } \right)^2}\), trong đó \(n = {m_1} + ... + {m_k}\) với \(\overline x = \frac{{{m_1}{x_1} + ... + {m_k}{x_k}}}{n}\) là số trung bình của mẫu số liệu ghép nhóm.

+ Sử dụng kiến thức độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm để tính: Độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm, kí hiệu là s, là căn bậc hai số học của phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm, tức là \(s = \sqrt {{s^2}} \).

+ Sử dụng kiến thức về nghĩa của độ lệch chuẩn để đưa ra kết luận: Nếu độ lệch chuẩn càng lớn thì mẫu số liệu càng phân tán.

Lời giải chi tiết :

Mẫu số liệu với giá trị đại diện

Kết quả đo của An:

Giá trị trung bình: \(\overline {{x_1}} = \frac{1}{{10}}\left( {3,875.1 + 3,925.6 + 3,975.2 + 4,025.1} \right) = 3,94\)

Phương sai của mẫu số liệu:

\({s_1}^2 = \frac{1}{{10}}\left( {3,{{875}^2}.1 + 3,{{925}^2}.6 + 3,{{975}^2}.2 + 4,{{025}^2}.1} \right) - 3,{94^2} = 0,001525\)

Độ lệch chuẩn của mẫu số liệu: \({s_1} = \sqrt {0,001525} \approx 0,039\)

Kết quả đo của Bình:

Giá trị trung bình: \(\overline {{x_1}} = \frac{1}{{10}}\left( {3,875.1 + 3,925.3 + 3,975.4 + 4,025.4} \right) = 3,96\)

Phương sai của mẫu số liệu:

\({s_2}^2 = \frac{1}{{10}}\left( {3,{{875}^2}.1 + 3,{{925}^2}.3 + 3,{{975}^2}.4 + 4,{{025}^2}.2} \right) - 3,{96^2} = 0,002025\)

Độ lệch chuẩn của mẫu số liệu: \({s_2} = \sqrt {0,002025} \approx 0,045\)

Vì \({s_2} > {s_1}\) nên Vôn kế của bạn An cho kết quả ổn định hơn.