Chương 3: Các số đặc trưng đo xu thế trung tâm của mẫu số liệu ghép nhóm

Bài 9. Các số đặc trưng đo xu thế trung tâm

Nâng cao khả năng phân tích dữ liệu thông qua các chỉ số: Trung bình, Trung vị, Tứ phân vị và Mốt đối với các mẫu dữ liệu đã được ghép nhóm.

🟡 Trung bình 90 phút

Lý thuyết số đặc trưng mẫu ghép nhóm

1 1. Số trung bình cộng

Số trung bình cộng của mẫu số liệu ghép nhóm được tính bằng tổng các tích của giá trị đại diện với tần số tương ứng, sau đó chia cho tổng số quan sát:

$$\bar{x} = \dfrac{n_1x_1 + n_2x_2 + \dots + n_kx_k}{n}$$

  • $n_i$: Tần số nhóm $i$.
  • $x_i$: Giá trị đại diện nhóm $i$.
  • $n$: Tổng số quan sát ($n = n_1 + n_2 + \dots + n_k$).

2 2. Trung vị và Tứ phân vị

Trung vị ($M_e$): Giá trị chia mẫu số liệu thành hai phần bằng nhau.

Công thức: $M_e = L + \left(\dfrac{\frac{n}{2} - cf_{m-1}}{n_m}\right) \cdot h$

  • $L$: Mút trái nhóm chứa trung vị.
  • $cf_{m-1}$: Tần số tích lũy của nhóm trước đó.
  • $n_m$: Tần số nhóm chứa trung vị.
  • $h$: Độ dài nhóm.

Tứ phân vị ($Q_1, Q_2, Q_3$): Tương tự trung vị nhưng chia làm 4 phần ($n/4$ cho $Q_1$, $3n/4$ cho $Q_3$). $Q_2 \equiv M_e$.

3 3. Mốt (Mode)

Mốt ($M_o$) là giá trị có khả năng xuất hiện cao nhất. Trong mẫu ghép nhóm, ta xác định nhóm có tần số lớn nhất.

Công thức: $M_o = L + \left(\dfrac{d_1}{d_1 + d_2}\right) \cdot h$

  • $d_1 = n_i - n_{i-1}$ (Hiệu tần số với nhóm trước).
  • $d_2 = n_i - n_{i+1}$ (Hiệu tần số với nhóm sau).

Các dạng bài tập

1 Tính số trung bình cộng

Phương pháp giải
Bước 1: Tính giá trị đại diện $x_i$ cho mỗi nhóm.
Bước 2: Nhân $n_i \cdot x_i$.
Bước 3: Tính tổng và chia cho $N$.

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Cho bảng: $[0; 10)$ tần số 2; $[10; 20)$ tần số 8. Tính $\bar{x}$.
GIẢI
$x_1 = 5, x_2 = 15$. $\bar{x} = (2 \cdot 5 + 8 \cdot 15) / 10 = 130/10 = 13$.
VÍ DỤ 2
Tìm trung bình cộng của: $[20, 30)$ n=10; $[30, 40)$ n=10.
GIẢI
Giá trị đại diện lần lượt là $25$ và $35$. Do tần số bằng nhau nên trung bình là $30$.
VÍ DỤ 3
Dùng giá trị trung bình để so sánh hai lớp học có bảng tần số khác nhau.
GIẢI
Tính $\bar{x}_A$ và $\bar{x}_B$. Lớp nào có trung bình lớn hơn thì kết quả cao hơn.

2 Tìm trung vị và tứ phân vị

Phương pháp giải
Xác định vị trí $n/2$ rơi vào nhóm nào dựa trên cột tần số tích lũy $cf$.

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Cho $n=40$. Tần số tích lũy: Nhóm 1 (5), Nhóm 2 (25). Tìm nhóm chứa trung vị.
GIẢI
$n/2 = 20$. Vì $5 < 20 \le 25$ nên trung vị nằm ở nhóm 2.
VÍ DỤ 2
Tính cụ thể $M_e$ nếu nhóm chứa tr.vị là $[10, 20), n_2=20, cf_1=5, n=40$.
GIẢI
$M_e = 10 + [(20 - 5)/20] \cdot 10 = 10 + 7,5 = 17,5$.
VÍ DỤ 3
Tìm $Q_1$ biết $n=100$.
GIẢI
Xác định nhóm chứa vị trí thứ $100/4 = 25$ rồi dùng công thức tương tự trung vị.

3 Tìm mốt của mẫu số liệu

Phương pháp giải
Tìm $n_i$ lớn nhất làm nhóm gốc, sau đó áp dụng hiệu tần số lân cận.

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Bảng tần số: $[0, 4)$ n=2; $[4, 8)$ n=10; $[8, 12)$ n=3. Tìm nhóm chứa mốt.
GIẢI
Tần số lớn nhất là $10$, vậy nhóm chứa mốt là $[4; 8)$.
VÍ DỤ 2
Tính $M_o$ cho ví dụ trên.
GIẢI
$d_1 = 10-2=8, d_2 = 10-3=7. M_o = 4 + [8/(8+7)] \cdot 4 = 4 + 32/15 \approx 6,13$.
VÍ DỤ 3
Một mẫu có thể có 2 mốt không?
GIẢI
Có, nếu có 2 nhóm cùng đạt tần số cực đại bằng nhau.

Sẵn sàng thử thách bản thân?

Hoàn thành 25 câu hỏi để củng cố kiến thức và kiểm tra mức độ hiểu bài

Làm bài tập ngay

Các bài học trong chương: Chương 3: Các số đặc trưng đo xu thế trung tâm của mẫu số liệu ghép nhóm