师:同学们好,在学习人教版八年级下学期第20章第一节第三课时数据的集中趋势平均数之前,我们先看本节课的学习目标。第一,理解组中值的概念,能够根据区间分组数据求加权平均数;第二,会用样本平均数估计总体平均数,体会用样本估计总体的思想。温故知新是很好的学习方法,学习新课前,我们回顾上节课的加权平均数。
加权平均数的概念,一般地,若(n)个数(X_1),(X_2),…,(X_N),它们的权分别是(W_1),(W_2),…,(W_N),那么(\frac{X_1W_1 + X_2W_2 + \cdots + X_NW_N}{W_1 + W_2 + \cdots + W_N}),这个结果就叫做这(n)个数的加权平均数。
加权平均数还有另一种形式。求(n)个数的平均值时,如果(X_1)这个数据出现了(F_1)次,(X_2)这个数据出现了(F_2)次,…,(X_K)这个数据出现了(F_K)次,其中(F_1 + F_2 + \cdots + F_K = n),那么这(n)个数的平均数可这样计算:(\frac{X_1F_1 + X_2F_2 + \cdots + X_KF_K}{n}),这就叫做(X_1),(X_2),…,(X_K)这(K)个数的加权平均数,其中(F_1)、(F_2)、…、(F_K)分别叫做(X_1),(X_2),…,(X_K)的权。
我们以下面这道例题为例,加深对加权平均数的认识。如图,是校女子排球队队员的年龄分布,求该校女子排球队队员的平均年龄,结果取整数。从图表看,年龄为(13)岁的有(1)人,年龄为(14)岁的有(4)人,年龄为(15)岁的有(5)人,年龄为(16)岁的有(2)人。(1)、(4)、(5)、(2)分别为年龄(13)、(14)、(15)、(16)的权。根据加权平均数的定义,平均年龄为(\frac{13×1 + 14×4 + 15×5 + 16×2}{1 + 4 + 5 + 2}),约等于(15)岁。这个式子运算量有点大,我们可借助计算器计算。
接下来看探究学习。为了解(5)路公共汽车的运营情况,公交部门统计了某天(5)路公共汽车每个运行班次的载客量,得到下表,这天(5)路公共汽车平均每班的载客量是多少呢?结果取整数。从表中可知,载客量大于等于(1)小于(21),出现了(3)次;载客量(X)大于等于(21)小于(41),出现了(5)次;载客量大于等于(41)小于(61),出现了(20)次;有(22)个班次载客量大于等于(61)小于(81);载客量大于等于(81)小于(101),出现了(18)次;最后有(15)个班次载客量大于等于(101)小于(121)。
同学们看这个表,它很像我们原来学的统计表,有两列,第一列是载客量,第二列是频数,但和原来的统计表有区别,原来的统计表载客量是具体数值。这里有点像加权平均数,可把(3)、(5)、(20)、(22)、(18)、(15)看作载客量的权重。但这里给的是载客量范围,也就是本节课学习重点——区间分组数据。
对于区间分组数据该如何求加权平均数呢?回头看表格,假设在载客量大于等于(1)小于(21)中,实际载客量为(X_1),权重为(3);载客量大于等于(21)小于(41)的实际载客量为(X_2),乘以权重(5);同理,后面载客量为(X_3)、(X_4)、(X_5)、(X_6),再乘以各自频数。根据加权平均数概念,这天(5)路公共汽车平均每班的载客量为(\frac{3X_1 + 5X_2 + 20X_3 + 22X_4 + 18X_5 + 15X_6}{3 + 5 + 20 + 22 + 18 + 15})。但这里只给了范围,没提供原始数据,(X_1)、(X_2)、(X_3)、(X_4)、(X_5)、(X_6)到底是多少呢?
我们把统计表画成频数直方图,对比求女子排球队队员年龄的频数直方图。女子排球队队员年龄是具体数据,比如年龄为(13)岁有(1)人,年龄为(14)岁有(4)人。但在这道载客量的题中,(X)大于等于(1)小于(21),这个范围中的实际载客量(X_1)是多少呢?这是关键点也是难点,接下来重点就是寻求(X_1)的值,也就是如何选取各组数据的代表值。
以第一组载客量大于等于(1)小于(21)这组数据为例,选哪个值作为这组数据的代表比较合适呢?有同学说选一,因为好算;也有同学觉得一不合适,因为是端点值,也可能选(2)、(3)等。同学们说的都有道理,选(12)、(18)、(19)等可能过大或过小,要选个能代表这组平均水平的值。同学们会想选中间的数,比如(10)、(11)。其实,统计学中一般用各组的组中值来代表各组的实际数据。
什么叫做组中值呢?数据分组后,一个小组的组中值是指这个小组两个端点的数的平均数。例如第一组,两个端点是(1)和(21),则((1 + 21)÷2 = 11)。根据组中值概念,可求出接下来(5)组的组中值。第二组载客量大于等于(21)小于(41)的组中值是((21 + 41)÷2 = 31);载客量大于等于(41)小于(61)的组中值是((41 + 61)÷2 = 51);载客量大于等于(61)小于(81)的组中值是((61 + 81)÷2 = 71);载客量大于等于(81)小于(101)组中值是((81 + 101)÷2 = 91);载客量大于等于(101)小于(121),组中值是((101 + 121)÷2 = 111)。
这样(X_1)、(X_2)、(X_3)、(X_4)、(X_5)、(X_6)分别是(11)、(31)、(51)、(71)、(91)、(111)。根据加权平均数概念,这天(5)路公共汽车平均每班的载客量是(\frac{11×3 + 31×5 + 51×20 + 71×22 + 91×18 + 111×15}{3 + 5 + 20 + 22 + 18 + 15}),数据较大,借助计算器计算,约等于(73),所以这天(5)路公共汽车平均每班的载客量为(73)人。
