Bài 3.1 trang 78 Toán 12 tập 1 - Kết nối tri thức: Tính khoảng biến thiên, khoảng tứ phân vị của mẫu số liệu gốc và mẫu số liệu ghép nhóm...

Đề bài :

Thống kê số thẻ vàng của mỗi câu lạc bộ trong giải ngoại hạng Anh mùa giải 2021-2022 cho kết quả như sau:

a) Hãy ghép nhóm dãy số liệu trên thành các nhóm có độ dài bằng nhau với nhóm đầu tiên là \(\left[ {40;50} \right)\).

b) Tính khoảng biến thiên, khoảng tứ phân vị của mẫu số liệu gốc và mẫu số liệu ghép nhóm thu được ở câu a. Giá trị nào là giá trị chính xác? Giá trị nào là giá trị xấp xỉ?

Hướng dẫn giải :

Sử dụng kiến thức về khoảng biến thiên của mẫu số liệu ghép nhóm để tính:

Cho mẫu số liệu ghép nhóm:

Khoảng biến thiên của mẫu số liệu ghép nhóm trên là: \(R = {a_{k + 1}} - {a_1}\).

+ Sử dụng kiến thức về khoảng tứ phân vị của mẫu số liệu ghép nhóm để tính: Khoảng tứ phân vị của mẫu số liệu ghép nhóm, kí hiệu là \({\Delta _Q}\), là hiệu số giữa tứ phân vị thứ ba \({Q_3}\) và tứ phân vị thứ nhất \({Q_1}\) của mẫu số liệu đó, tức là \({\Delta _Q} = {Q_3} - {Q_1}\).

Lời giải chi tiết :

a) Bảng số liệu ghép nhóm:

b) Với mẫu số liệu gốc: Khoảng biến thiên là: \({R_1} = 101 - 42 = 59\)

Sắp xếp mẫu số liệu theo thứ tự không giảm là:

42; 47; 50; 55; 55; 57; 59; 60; 61; 63; 63; 67; 67; 68; 73; 75; 78; 79; 79; 101

Vì \(n = 20\) nên tứ phân vị thứ nhất là trung vị của dãy số liệu: 42; 47; 50; 55; 55; 57; 59; 60; 61; 63. Do đó, \({Q_1} = \frac{{55 + 57}}{2} = 56\)

Tứ phân vị thứ ba là trung vị của dãy số liệu: 63; 67; 67; 68; 73; 75; 78; 79; 79; 101. Do đó, \({Q_3} = \frac{{73 + 75}}{2} = 74\).

Khoảng tứ phân vị là: \({\Delta _{{Q_1}}} = 74 - 56 = 18\)

Với mẫu số liệu ghép nhóm: Khoảng biến thiên là: \({R_2} = 110 - 40 = 70\)

Cỡ mẫu \(n = 20\). Giả sử \({x_1},{x_2},...,{x_{20}}\) là số thẻ vàng mà mỗi câu lạc bộ ngoại hạng Anh nhận được mùa giải 2021- 2022, các giá trị này đã được sắp xếp theo thứ tự không giảm.

Tứ phân vị thứ nhất của mẫu số liệu gốc là \(\frac{{{x_5} + {x_6}}}{2}\) nên nhóm chứa tứ phân vị thứ nhất là nhóm \(\left[ {50;60} \right)\) và ta có: \(Q{‘_1} = 50 + \frac{{\frac{{20}}{4} - 2}}{5}.10 = 56\)

Tứ phân vị thứ ba của mẫu số liệu gốc là \(\frac{{{x_{15}} + {x_{16}}}}{2}\) nên nhóm chứa tứ phân vị thứ ba là nhóm \(\left[ {70;80} \right)\) và ta có: \(Q{‘_3} = 70 + \frac{{\frac{{3.20}}{4} - \left( {2 + 5 + 7} \right)}}{5}.10 = 72\)

Khoảng biến thiên của mẫu số liệu ghép nhóm là: \({\Delta _{{Q_2}}} = 72 - 56 = 16\)

Gía trị chính xác là \({R_1};\Delta {Q_1}\), giá trị xấp xỉ là \({R_2};\Delta {Q_2}\)