[統計學筆記] 統計學計算題選講

統計學計算題選講

第1題

某班級學生物理課程考試成績分別爲:

             68  89  88  84  86  87  75  73  72  68

             75  82  97  58  81  54  79  76  95  76 

             71  60  90  65  76  72  76  85  89  92 

             64  57  83  81  78  77  72  61  70  81

評分等級規定:60分以下 爲不及格;60─70分 爲及格;70─80分爲 中;80─90分 爲良,90─100分 爲優。

要求:

(1)將參加考試的學生按考試成績分爲不及格、及格、中、良、優五組並編制一張考覈成績次數分配表;

(2)指出分組標誌及類型及採用的分組方法;

(3)計算學生物理課程考覈平均成績

(4)根據整理之後的統計變量序列,以95.45%的概率保證程度推斷全體學生考試成績的區間範圍。

(5)若其它條件不變,將允許誤差範圍縮小一半,應抽取多少名學生的成績?

解答:

首先,通過對學生物理課程考試的40個成績進行分組統計,如下:

 

成績 學生人數 頻率(%)
60分以下 3 7.5
60-70分 6 15
70-80分 15 37.5
80-90分 12 30
90-100分 4 10
合計 40 100

 

 

 

 

 

 

 

 

對上面的表格進行變形,並進行計算:

成績

組中值

\large x

學生人數

\large f

頻率(%)

\large f/\sum f

\large \left ( x-\overline{x} \right )^{2}\times f
60分以下 55 3 7.5 \large \left ( 55-77.0 \right )^{2}\times 3= 1452
60-70分 65 6 15 864
70-80分 75 15 37.5 60
80-90分 85 12 30 768
90-100分 95 4 10 1296
合計   40 100 4440

 

 

 

 

 

 

 

根據上表:\large \sum f = 40

根據計算公式: 

\large \overline{x} = \sum x \tfrac{f}{\sum f} 

從而得: \large \overline{x} = 55×7.5%+65×15%+75×37.5%+85×30%+95×10% = 77.0

即學生物理課程考試成績的平均值爲:77.0分。

根據公式:

\large \sigma = \sqrt{\sum \left ( x-\overline{x} \right )^{2}\times f/\sum f} 

從而得到:\large \sigma = \sqrt{\frac{4440}{40}}= 10.54 

即該班級學生物理課程考試成績的標準差爲(\large \sigma = 10.54) 

進而,\large \mu _{x} = \farc{\sigma }{\sqrt{n}}= 10.54 / \sqrt{40} = 1.67  

\large \Delta _{x}= t\mu _x = 2\times 1.67 = 3.34 

全體學生考試成績區間範圍是:

下限 = \large \overline{x} - \Delta _{x} = 77 - 3.34 = 73.66 

上限 =  \large \overline{x} + \Delta _{x} = 77 + 3.34 = 80.30

即全體學生考生成績區間範圍在 73.66 —— 80.30 分之間。

如果將允許的誤差範圍縮小一半,則應抽取的學生人數爲: 

\large n= \frac{t^{2}\sigma}{\Delta {x}^{2} } = \frac{2^{2} \times 10.54^{2}} {\left ( \frac{3.34}{2} \right )^{2}} \approx 159 

解答完畢。 


第2題

 有兩個班級參加統計學考試,甲板的平均分數爲75分,標準差11.5分;乙班的考試成績資料如下:

按成績分組(分) 學生人數(人)
60分以下 2
60-70分 5
70-80分 8
80-90分 6
90-100分 4
合計 25

 

 

 

 

 

 

 

 

要求:(1)計算乙班的平均分數和標準差;(2)比較哪個班級的平均分數更有代表性?

解答:

要計算乙班的平均分數,需要對上表進行一些簡單的變形計算:

 

按成績分組(分)

組中值(分)

\large \overline{x}

學生人數(人)

\large f

\large \sum xf
60分以下 55 2 110
60-70分 65 5 325
70-80分 75 8 600
80-90分 85 6 510
90-100分 95 4 380
合計   \large \sum f = 25 1925

 

 

 

 

 

 

 

 

 

乙班的平均成績爲:

\large \overline{x} = \sum xf / \sum f = 1925 / 25 = 77.0

根據公式:

\large \sigma = \sqrt{\sum \left ( x-\overline{x} \right )^{2}\times f/\sum f}

則:\large \sigma = \sqrt{\frac{3400}{25}}= 11.66

計算變異係數:

甲班: \large \upsilon _{1} = \frac{\sigma }{\overline{x}} = 11.5 / 75 = 15.33

乙班: \large \upsilon _{2} = \frac{\sigma }{\overline{x}} = 11.66 / 77 = 15.14

 因爲 甲班級的標準差係數 大於 乙班級的標準差係數,所以 乙班級 的平均成績更具有代表性


 

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