Выборка – группа элементов, выбранная для исследования из всей совокупности элементов. Задача выборочного метода состоит в том, чтобы сделать правильные выводы относительно всего собрания объектов, их совокупности. Например, врач делает заключения о составе крови пациента на основе анализа ее нескольких капель.

При статистическом анализе, прежде всего, необходимо определить характеристики выборки, и важнейшей является среднее значение.

Среднее значение (Хс, М) – центра выборки, вокруг которого группируются элементы выборки.

Медиана – элемент выборки, число элементов выборки со значениями больше которого и меньше которого – равно.

Дисперсия (D) – параметр, характеризующий степень разброса элементов выборки относительного среднего значения. Чем больше Дисперсия, тем дольше отклоняются значения элементов выборки от среднего значения.

Важной характеристикой выборки является мера разброса элементов выборки от среднего значения. Такой мерой является среднее квадратическое отклонение или стандартное отклонение .

Стандартное отклонение (среднее квадратическое отклонение) – параметр, характеризующий степень разброса элементов выборки от среднего значения. Стандартное отклонение обычно обозначается буквой “σ “ (сигма).

Ошибки среднего или стандартная ошибка (m) – параметр, характеризующий степень возможного отклонения среднего значения, полученного на исследуемойограниченной выборке, от истинного среднего значения, полученного на всей совокупности элементов.

Нормальное распределение – совокупность объектов, в которой крайние значения некоторого признака – наименьшее или наибольшее – появляются редко; чем ближе значение признака к среднему арифметическому, тем чаще оно встречается. Например, распределение пациентов по их чувствительности к воздействию любого фармакологического агента часто приближается к нормальному распределению.

Коэффициент корреляции (r) – параметр, характеризующий степень линейной взаимосвязи между двумя выборками. Коэффициент корреляции изменяется от -1 (строгая обратная линейная зависимость)до 1 (строгая прямая пропорциональная зависимость). При значении 0 линейной зависимости между двумя выборками нет.

Случайное событие – событие, которое может произойти или не произойти без видимой закономерности.

Случайная величина – величина, принимающая различные значения без видимой закономерности, т.е. случайным образом.

Вероятность (p) – параметр, характеризующий частоту появления случайного события. Вероятность изменяется от 0 до 1, причем вероятность р=0 означает, что случайное событие никогда не происходит (невозможное событие), вероятность р=1 означает, что случайное событие происходит всегда (достоверное событие).

Уровень значимости – максимальное значение вероятности появления события, при котором событие считается практический невозможным. В медицине наибольшее распространение получил уровень значимости равный 0,05 . Поэтому если вероятность, с которой интересующее событие может произойти случайным образом р < 0,05 , то принято считать это событие маловероятным, и если оно все же произошло, то это не было случайным.

Критерий Стьюдента – наиболее часто используется для проверки гипотезы: «Среднее двух выборок относятся к одной и той же совокупности». Критерий позволяет найти вероятность того, что оба средних относятся к одной и той же совокупности. Если это вероятность р ниже уровня значимости (р < 0,05), то принято считать, что выборки относятся к двум разным совокупностям.

Регрессия – линейный регрессионный анализ заключается в подборе графика и соответствующего уравнения для набора наблюдений. Регрессия используется для анализа воздействия на отдельную зависимую переменную значений одной или более независимых переменных. Например, на степень заболеваемости человека влияют несколько факторов, включая возраст, вес и иммунный статус. Регрессия пропорционально распределяет меру заболеваемости по этим трем факторам на основе данных наблюдаемой заболеваемости. Результаты регрессии впоследствии могут быть использованы для предсказания уровня заболеваемости новой, неисследованной группы людей.

Демонстрационный пример.

Рассмотрим две группы больных тахикардией, одна из которых (контрольная) получала традиционное лечение, другая (исследуемая) получала лечение по новой методике. Ниже приведены частоты сердечных сокращений (ЧСС) для каждой группы (ударов в минуту). А) Определить среднее значение в контрольной группе. В) Определить стандартное отклонения в контрольной группе.

Контроль Исследование

Решение А).

Для определения среднего значения в контрольной группе необходимо установить табличный курсор в свободную ячейку. На панели инструментов нажать кнопку Вставка функций (f x). В появившемся диалоговом окне выбрать категорию Статистические и функцию СРЗНАЧ, после чего нажать кнопку ОК . Затем указателем мыши ввести диапазон данных для определения среднего значения. Нажать кнопку ОК . В выбранной ячейке появится среднее значение выборки – 145,714.

Молчанов Сергей

Статистика знает всё»,- утверждали Ильф и Петров в своем знаменитом романе «Двенадцать стульев» и продолжали: «Известно, сколько какой пищи съедает в год средний гражданин республики... Известно, сколько в стране охотников, балерин... станков, велосипедов, памятников, маяков и швейных машинок... Как много жизни, полной пыла, страстей и мысли, глядит на нас со статистических таблиц!..» Зачем нужны эти таблицы, как их составлять и обрабатывать, какие выводы на их основании можно делать – на эти вопросы отвечает статистика (от итальянского stato – государство, латинского status – состояние).Статистика - наука, изучающая, обрабатывающая и анализирующая количественные данные о самых разнообразных массовых явлениях в жизни.

Цели работы:Сформировать представление о статистических исследованиях, обработки данных и интерпретации результатов.

Скачать:

Предварительный просмотр:

«Статистика знает всё»,— утверждали Ильф и Петров в своем знаменитом романе «Двенадцать стульев» и продолжали: «Известно, сколько какой пищи съедает в год средний гражданин республики... Известно, сколько в стране охотников, балерин... станков, велосипедов, памятников, маяков и швейных машинок... Как много жизни, полной пыла, страстей и мысли, глядит на нас со статистических таблиц!..» Зачем нужны эти таблицы, как их составлять и обрабатывать, какие выводы на их основании можно делать - на эти вопросы отвечает статистика (от итальянского stato - государство, латинского status - состояние).

Статистика — наука, изучающая, обрабатывающая и анализирующая количественные данные о самых разнообразных массовых явлениях в жизни.

Цели работы:

Сформировать представление о статистических исследованиях, обработки данных и интерпретации результатов.

Сбор статистической информации, обработка и анализ результатов с точки зрения, что математическое образование- необходимый элемент развития.

Задачи работы:

Составить наглядную картину математического образования в классе.

Сформировать представление о возможности описания и обработки данных с помощью различных статистических характеристик.

Управление и прогнозирование дальнейшего развития математического образования..

Гипотеза. Статистика позволяет выявить проблемы математического образования в нашем классе.

Актуальность: Повышение мотивации при обучении математическим наукам, связь с конкретными жизненными ситуациями. Умение сбора, обработки и анализа статистических данных при приведении исследовательской работы.

План:

I. Введение:

История развития статистики.

Статистические характеристики.

II. Исследовательская работа:

Анкета.

Таблица всех данных.

Диаграммы и выводы (размахи, моды, частоты, полигоны частот, среднее арифметическое).

Общий вывод:.

История статистики .

Статистика имеет многовековую историю. Уже в древний период истории человечества хозяйственные и военные нужды требовали наличия данных о населении, его составе, имущественном положении. С целью налогообложения организовывались переписи населения, производился учет земель.

Первая публикация по статистике - это «Книга Чисел» в Библии, в Ветхом Завете, в которой рассказано о переписи военнообязанных, проведенной под руководством Моисея и Аарона.

Впервые термин «статистика» мы находим в художественной литературе - в «Гамлете» Шекспира (1602 г., акт 5, сцена 2). Смысл этого слова у Шекспира - знать, придворные.

Вначале под статистикой понимали описания экономического и политического состояния государства или его части. Например, к 1792 г. относится определение: «статистика описывая состояния государства в настоящее время или в некоторый известный момент в прошлом». В настоящее время деятельность государственных статистических служб вполне укладывается в это определение.

Однако постепенно термин «статистика» стал использоваться более широко. По Наполеону Бонапарту, «статистика - это бюджет вещей». Согласно формулировке 1833 г. «Цель статистики заключается в представлении фактов в наиболее сжатой форме».

Приведем еще два высказывания.

Статистика состоит в наблюдении явлений, которые смогут быть, подчинены или выражены посредством чисел (1895 г.).

Статистика - это численное представление фактов из любой области исследования в их взаимосвязи.

Со временем собирание данных о массовых общественных явлениях приобрело регулярный характер.

С середины XIX в. благодаря усилиям великого бельгийского ученого-математика, астронома и статистика Адольфа Кетле (1796-1874 гг.) были выработаны правила переписей населения и установлена регулярность их проведения в развитых странах. Для координации развития статистики по инициативе А. Кетле проводились международные статистические конгрессы, а в 1885 г. был основан Международный статистический институт, существующий и сейчас.

Становление государственной статистики в России можно отнести к концу XII - началу XIII в., хотя первые переписи земель и населения с постоянно усложнявшейся программой проводились еще в Киевской Руси (IX - XII вв.). Реформы Петра I (1672-1725), которыми были охвачены все основные направления общественной жизни: экономика страны, административное управление, армия, культура и быт населения, а также войны вызывали потребность в полном и точном учете материальных ресурсов и населения. В этот период высший правительственный орган - Сенат - через систему коллегий не только руководил экономикой страны, но и являлся центром по проведению важнейших статистических работ, там собирались полученные материалы обследований, отчеты подведомственных коллегиям производств и заведений, а также местной администрации.

Петровская реформа налоговой системы связана с появлением новой единицы, ею стала «душа» мужского пола, что потребовало подушной переписи населения - ревизии. Первая ревизия была объявлена 26 ноября 1718 г., ревизию проводила армия.

В начале XIII в. в России зарождался и текущий учет населения. Так, в 1702 г. был издан указ о подаче в Патриарший Духовный приказ приходскими священниками недельных ведомостей о родившихся и умерших. В первой половине XIII в. проводились уже переписи рабочих фабрик и мануфактур.

Первая половина XIX в. связана с новым этапом в развитии отечественной статистики. В сентябре 1802 г. в соответствии с Высочайшим манифестом императора Александра I вводится письменная отчетность министерств. Так началось операционно-структурное оформление государственной статистики в России. Этот год принято считать годом рождения российской государственной статистики.

В 1811 г. впервые был создан официальный центр правительственной статистики - Статистическое отделение при Министерстве внутренних дел; сюда поступала отчетность губерний. Первым руководителем Статистического отделения был К.Ф. Герман.

Российские ученые внесли большой вклад в развитие статистической науки. Большое значение, например, имеет работа Д.П. Журавского «Об источниках и употреблении статистических сведений», изданная в 1846 году. Определив статистику как «счет по категориям», Журавский отмечал, что статистика необходима для «изучения всего, относящегося к человеку». Журавский определил важнейшие разделы социальной статистики:

статистика народонаселения - необходимость его исчисления по классам и занятиям;

изучение народного быта, жилища, питания;

статистика театров, клубов, дворянских собраний, народных увеселений;

статистика учреждений, охраняющих права собственности;

статистика нищеты, бедности, сиротства;

статистика самоубийств с указанием средств, причин, званий, возраста и прочих характеристик лиц, лишивших себя жизни.

Во всех предложениях Д.П. Журавский проводил идею как можно более точного и полного выявления дифференциации людей по условиям их жизни, по состоятельности.

Особое место в истории российской статистики принадлежит земской статистике. При земствах, органах местного самоуправления, с середины 70-х годов XIX века были созданы специальные статистические бюро. Земские статистики собирали и разрабатывали огромный статистический материал, который использовался для глубоких экономических и социальных исследований пореформенной России. Работа земской статистики характеризуется не только сбором и разработкой статистических данных, но и развитием статистической методологии.

Видными земскими статистиками были В.И. Орлов, П.П. Червинский, Ф.А. Щербина, А.П. Шликевич.

В 90-х годах были созданы фабрично-заводские инспекции, которые вели текущую статистику, разрабатывали данные по статистике труда, в том числе о составе рабочей силы, несчастных случаях, стачках и др.

Стала развиваться промышленная статистика. Под руководством В.Е. Варзара в 1900, 1908 и 1912 гг. были проведены первые переписи промышленности.

Начальный этап советской статистики (1917-1930 гг.) отличается исключительной интенсивностью: проводится большое число специально организованных, статистических

переписей и обследований, плодотворно работают различные научные коллективы, строится первый баланс народного хозяйства.

Последующее развитие советской статистики тормозилось созданием в 30-е годы административно-бюрократической системы, массовыми репрессиями, в том числе и лучших экономистов и статистиков (Н.Д. Кондратьева, А.В. Чаянова, В.Г. Громана, О.А. Квитнина и многих других).

В это время формируются отраслевые статистики, складывается система объемных показателей, скрывающая негативные тенденции в развитии народного хозяйства. Активно разрабатываются и качественные статистические показатели (индексы производительности труда, себестоимости и др.). Статистика подчиняется решению оперативных задач, оценке выполнения плана в ущерб ее аналитическим функциям.

В годы Великой Отечественной войны перед советской статистикой стояли задачи по оперативному учету трудовых, материальных ресурсов, перемещение производственных сил страны в восточные районы.

После войны роль и значение статистики возросли: развернулись балансовые работы, углубилась теория индексного метода и расширилась практика его применения, получили распространение экономико-математические модели и методы, развитие прикладной статистики.
Слово «статистика» часто ассоциируется со словом «математика», и это пугает студентов, связывающих это понятие со сложными формулами, требующими высокого уровня абстрагирования.

Однако, как говорит Мак-Коннелл, статистика — это прежде всего способ мышления, и для ее применения нужно лишь иметь немного здравого смысла и знать основы математики. В нашей повседневной жизни мы, сами о том не догадываясь, постоянно занимаемся статистикой. Хотим ли мы спланировать бюджет, рассчитать потребление бензина автомашиной, оценить усилия, которые потребуются для усвоения какого-то курса, с учетом полученных до сих пор отметок, предусмотреть вероятность хорошей и плохой погоды по метеорологической сводке или вообще оценить, как повлияет то или иное событие на наше личное или совместное будущее, — нам постоянно приходится отбирать, классифицировать и упорядочивать информацию, связывать ее с другими данными так, чтобы можно было сделать выводы, позволяющие принять верное решение.

Все эти виды деятельности мало отличаются от тех операций, которые лежат в основе научного исследования и состоят в синтезе данных, полученных на различных группах объектов в том или ином эксперименте, в их сравнении с целью выяснить черты различия между ними, в их сопоставлении с целью выявить показатели, изменяющиеся в одном направлении, и, наконец, в предсказании определенных фактов на основании тех выводов, к которым приводят полученные результаты. Именно в этом заключается цель статистики в науках вообще, особенно в гуманитарных. В последних нет ничего абсолютно достоверного, и без статистики выводы в большинстве случаев были бы чисто интуитивными и не могли бы составлять солидную основу для интерпретации данных, полученных в других исследованиях.

Для того чтобы оценить огромные преимущества, которые может дать статистика, мы попробуем проследить за ходом расшифровки и обработки данных, полученных в эксперименте. Тем самым, исходя из конкретных результатов и тех вопросов, которые они ставят перед исследователем, мы сможем разобраться в различных методиках и несложных способах их применения. Однако, перед тем как приступить к этой работе, нам будет полезно рассмотреть в самых общих чертах три главных раздела статистики.

1. Описательная статистика, как следует из названия, позволяет описывать, подытоживать и воспроизводить в виде таблиц или графиков

2. Задача индуктивной статистики — проверка того, можно ли распространить результаты, полученные на данной выборке, на всю популяцию, из которой взята эта выборка. Иными словами, правила этого раздела статистики позволяют выяснить, до какой степени можно путем индукции обобщить на большее число объектов ту или иную закономерность, обнаруженную при изучении их ограниченной группы в ходе какого-либо наблюдения или эксперимента. Таким образом, при помощи индуктивной статистики делают какие-то выводы и обобщения, исходя из данных, полученных при изучении выборки.

3. Наконец, измерение корреляции позволяет узнать, насколько связаны между собой две переменные, с тем чтобы можно было предсказывать возможные значения одной из них, если мы знаем другую.

Существуют две разновидности статистических методов или тестов, позволяющих делать обобщение или вычислять степень корреляции. Первая разновидность — это наиболее широко применяемые параметрические методы, в которых используются такие параметры, как среднее значение или дисперсия данных. Вторая разновидность — это непараметрические методы, оказывающие неоценимую услугу в том случае, когда исследователь имеет дело с очень малыми выборками или с качественными данными; эти методы очень просты с точки зрения как расчетов, так и применения. Когда мы познакомимся с различными способами описания данных и перейдем к их статистическому анализу, мы рассмотрим обе эти разновидности.

1. Модой называют число ряда, которое встречается в этом ряду наиболее часто. Можно сказать, что данное число самое «модное» в этом ряду.
2. Средним арифметическим ряда чисел называется частное от деления суммы этих чисел на их количество. Среднее арифметическое является важной характеристикой ряда чисел но иногда полёзно рассматривать и другие средние
3. Одним из статистических показателей различия или разброса данных является размах.

Размах — это разность между наибольшим и наименьшим значениями ряда данных.

Медианой ряда, состоящего из нечетного количества чисел, называется число данного ряда, которое окажется посередине, если этот ряд упорядочить. Медианой ряда, состоящего из четного количества чисел, называется среднее арифметическое двух стоящих посередине чисел этого ряда.

Eсть более удобный способ нахождения среднего арифметического, а также других статистических характеристик — составление таблицы частот.

Виды и способы статистического наблюдения .

Статистическое наблюдение различается по видам и по источникам сведений.

Виды статистического наблюдения.

Систематическое наблюдение - текущее: наблюдение проводится на основе первичных документов, содержащих информацию, необходимую для достаточно полной характеристики изучаемого явления.

Статистическое наблюдение - периодическое. Примером может служить перепись населения.

Наблюдение, проводимое время от времени - единовременным.

Виды статистического наблюдения могут быть сплошными и не сплошными.

Сплошным называется наблюдение, учитывающее все без единицы изучаемой совокупности.

Не сплошное наблюдение ориентируется на учет некоторой достаточно массовой части единиц наблюдения.

В статистической практике применяются различные виды не сплошного наблюдения:

выборочное;

способ основного массива;

анкетное;

монографическое.

Качество не сплошного наблюдения уступает результатам сплошного.

Для получения представительной характеристики всей статистической совокупности по некоторой части ее единиц применяют выборочное наблюдение, основанное на научных принципах формирования выборочной совокупности. Случайный характер отбора единиц совокупности гарантирует беспристрастность результатов выборки.

Способы статистического наблюдения .

В зависимости от источников собираемых сведений различают наблюдение:

непосредственное,

документальное

опрос.

Непосредственным называют наблюдение, осуществляемое путем подсчета, измерения значений признаков, снятия показаний приборов специальными лицами, осуществляющими наблюдениями, иначе говоря - регистраторами.

Документальное наблюдение - это такое наблюдение, когда запись ответа на вопросы формуляра наблюдения производится на основании соответствующих документов.

Опрос - это наблюдение, при котором ответы на вопросы формуляра наблюдения записываются со слов опрашиваемого.

Сбор и группировка статистических данных.

Для изучения различных общественных и социально-экономических явлений, а также некоторых процессов, происходящих в природе, проводятся специальные статистические исследования. Всякое статистическое исследование начинается с целенаправленного сбора информации об изучаемом явлении или процессе. Этот этап называется этапом статистического наблюдения.

Для обобщения систематизации данных, полученных в ходе статистического наблюдения, их по какому-либо признаку разбивают на группы, и результаты группировки сводят в таблицы.

Наглядное представление статистической информации.

Для наглядного представления данных, полученных в результате статистического исследования, широко используются различные способы их изображения.

Одним из хорошо известных вам способов наглядного представления ряда данных является построение столбчатой диаграммы.

Столбчатые диаграммы используют тогда, когда хотят проиллюстрировать динамику изменения данных во времени или распределение данных, полученных в результате

Для наглядного изображения соотношения между частями исследуемой совокупности удобно использовать круговые диаграммы.

Для построения круговой диаграммы круг разбивается на секторы, центральные углы которых пропорциональны относительным частотам, определенным для каждой группы данных.

Динамику изменения статистических данных во времени часто иллюстрируют с помощью полигона. Для построения полигона отмечают в координатной плоскости точки, абсциссами которых служат моменты времени, а ординатами - соответствующие им статистические данные. Соединив последовательно эти точки отрезками, получают ломанную, которую называют полигоном.

Одна из основных задач статистики как раз и состоит в надлежащей обработке информации. Конечно, у статистики есть много других задач: получение и хранение информации, выработка различных прогнозов, оценка их достоверности и т. д. Ни одна из этих целей не достижима без обработки данных. Поэтому, первое, чем стоит заняться — это статистическими методами обработки информации.

В нашем классе решили выяснить, каков уровень знаний по теме «Решение систем линейных уравнений с двумя переменными», для чего составили специальную контрольную работу из шести заданий

В алфавитном списке учеников возле каждой фамилии проставили число верно решенных задач. Получился следующий ряд чисел:

	Ф.И.	Кол-во задач
	Агафонова Л
	Башаров а
	Гуселетов Д
	Дармаева К
	Коневин В
	Коротков В
	Криволапова М
	Мисюркеев А
	Мисюркеев В
	Минеева Д
	Михайлов А
	Молчанова О
	Молчанов С
	Наумов С
	Попов с
	Постникова М
	Реховская Ю
	Сатаева Н
	Тереньтьева Т
	Ушакова Л
	Чагдурова Н
	ТОлстихин С
	Разуваев А
	Ангельский м

На основании этого ряда трудно сделать какие-либо определенные выводы о том, как справились с работой. Чтобы удобнее было анализировать информацию, в подобных случаях числовые данные ранжируют, располагая их в порядке возрастания. В результате ранжирования ряд примет такой вид:

2; 2;

3; 3; 3; 3;

4; 4; 4; 4; 4; 4

5; 5; 5;5;5;5

6; 6; 6; 6;

Мы видим, что ряд разбился на 6 групп. Каждая группа представляет определенный результат эксперимента: решена одна задача, решены две задачи и т. д.

В нашей выборке частота появления события «семиклассник решил одну задачу» равна 1. Относительная частота этого события равна отношению его частоты к объему выборки, т. е. 1:23, или4,3 %. Для события «девятиклассник решил все задачи» частота равна 4, а относительная частота равна 4:23—, или 17,4%, и т. д.

Чтобы результаты легче воспринимались, их представляют в табличном и графическом виде.

………

Составив таблицу, полезно себя проверить: сложив все частоты, мы должны получить объем выборки, т. е. число 50, а сложив все относительные частоты, мы должны получить 100%.

Для графического представления данных на основе этой таблицы построим диаграмму частот.

С помощью ранжирования ряда, таблицы и графических иллюстраций мы уже получили первоначальные сведения о закономерностях интересующего нас ряда данных. Но вам известны такие статистические характеристики ряда данных, которые позволяют сделать более качественный статистический анализ.

Так, например, интересно знать наиболее типичный результат выполнения предложенной работы. Используя представленные в таблице данные, легко видеть, что наиболее часто встречающийся результат — «решены три задачи». Как вы знаете, на языке статистики это означает, что число 4 является модой данного числового ряда.

Также полезно найти среднее арифметическое этого ряда:

(1+2*2+3*4+4*6+5*6+6*4+:23=4.2Значит, можно сказать, что в среднем девятиклассник решает четыре задачи. (В данном случае среднее арифметическое ряда данных совпало с его модой, но, конечно, это происходит совсем не всегда.)

Этапы статистического исследования

К этапам статистического исследования относятся:

Статистическое наблюдение - массовый научно организованный сбор первичной информации об отдельных единицах изучаемого явления.

Группировка и сводка материала - обобщение данных наблюдения для получения абсолютных величин (учетно-оценочных показателей) явления.

Обработка статистических данных и анализ результатов для получения обоснованных выводов о состоянии изучаемого явления и закономерностях его развития.

Все этапы статистического исследования тесно связаны друг с другом и одинаково важны. Недостатки и ошибки, возникающие на каждой стадии, сказываются на все исследовании в целом. Поэтому правильное использование специальных методов статистической науки на каждом этапе позволяет получить достоверную информацию в результате статистического исследования.Методы статистического исследования:

Статистическое наблюдение;

Сводка и группировка данных;

Расчет обобщающих показателей (абсолютные, относительные и средние величины);

Статистические распределения (вариационные ряды);

Выборочный метод;

Корреляционно-регрессионный анализ;

Ряды динамики;

Индексы.

Современную математическую статистику определяют как науку о принятии решений в условиях неопределенности. Можно выделить две основные задачи математической статистики:

Указать способы сбора и группировки статистических сведений, полученных в результате наблюдений или в результате поставленных экспериментов.

Итак, задача математической статистики состоит в создании методов сбора и обработки статистических данных для получения научных и практических выводов.

М Этапы выполнения исследовательской работы:

I. Сбор данных.

Включает в себя:

Изучение поставленной задачи.

Определение значимых понятий.

Подбор источников информации.

Сбор информации.

II. Группировка данных.

Включает в себя:

Разделение данных в группы по признаку.

Построение таблицы данных.

III. Анализ данных.

Включает в себя:

Нахождение статистических характеристик.

Обобщение полученных результатов.

IV. Отчет.

Мы провели исследование в 7»а»и «б» классах о необходимости изучения математики.

Сбор данных: учащимся школы была предложена для заполнения анкета. /Приложение 1/

Группировка данных: по данным анкетирования была составлена таблица. /Приложение 2/

Анализ данных: результаты приведенные в таблице были представлены в виде диаграмм. /Приложение 3/

……

Обработанные данные можно использовать:

Для работы классных руководителей с семьей.

Для практического применения на уроках математики..

Для руководителей школы.

Литература:

Экономическая статистика. «Учебник», 2-е издание дополненное. Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования РФ. Москва. ИНФРА-М. 2006 г. Авторы: Ю. Н. Иванов; С. Е. Казаринова и др. Под редакцией Ю. Н. Иванова, Доктора экономических наук.

Б.С.Э. Компьютерное издание 2006 г.

Республика Коми в России. Госкомстат России. Госкомстат Р.К. 2007 г.

Сыктывкар в цифрах. Госкомстат Р. К. 2007 г.

Типичная оценка (мода): 4 Позиция 2. Досуг учащихся

(Что чаще всего делают дети в свободное от уроков время)

Таблица социологического опроса

Занятия	Английский яз.	Компьютерные игры	Читают книги	Смотрят телевизор	Дзюдо (секция)	Волейбол (секция)	гуляют на улице
Кол-во учащихся			https://accounts.google.com Подписи к слайдам: в ыполнил:Молчанов Сергей 7»Б» Руководитель: Телешева Л.А.-учитель математики МОУ «Баргузинская сош» Статистические характеристики и исследования Статистика знает все « Stato »-государство « Status »-состояние Статистика - наука, изучающая, обрабатывающая и анализирующая количественные данные о самых разнообразных массовых явлениях в жизни. Сформировать представление о статистических исследованиях, обработки данных и интерпретации результатов. Сбор статистической информации, обработка и анализ результатов с точки зрения математического образования- необходимый элемент развития. цель исследования: Составить наглядную картину математического образования в классе. Сформировать представление о возможности описания и обработки данных с помощью различных статистических характеристик. Управление и прогнозирование дальнейшего развития математического образования.. Задачи: Статистика позволяет выявить проблемы математического образования в нашем классе. Гипотеза : Повышение мотивации при обучении математическим наукам; связь с конкретными жизненными ситуациями: умение сбора, обработки и анализа статистических данных при приведении исследовательской работы. Актуальность План: История статистики. Статистические характеристики. Исследование на тему: «Необходимость предметов математического цикла». Исследование на тему: «Любимое занятие в свободное время». Первая публикация по статистике – это «Книга Чисел» в Библии, в Ветхом Завете, в которой рассказано о переписи военнообязанных, проведенной под руководством Моисея и Аарона. Впервые термин «статистика» мы находим в художественной литературе – в «Гамлете» Шекспира (1602 г., акт 5, сцена 2). Смысл этого слова у Шекспира – знать, придворные. статистика - это прежде всего способ мышления, и для ее применения нужно лишь иметь немного здравого смысла и знать основы математики. Мак-Коннелл Разделы статистики описательная индуктивная корреляция Основные статистические характеристики Среднее арифметическое Мода Размах Медиана Средним арифметическим ряда чисел называется частное от деления суммы этих чисел на их количество. Модой обычно называется число ряда, которое встречается в этом ряду наиболее часто. Размах – это разность наибольшего и наименьшего значений ряда данных. Медианой – ряда, состоящего из нечётного количества чисел, называется число данного ряда, которое окажется посередине, если этот ряд упорядочить. Виды статестического наблюдения Систематическое Статестическое(периодическое) Единовременное Сплошное Несплошное № Ф.И. Количество верно выполненных заданий 1 Агафонова Люда 3 2 Башаров Анлрей 6 3 Гуселетов Дима 4 4 Дармаева Ксения 4 5 Коневин Виталий 6 6 Коротков Володя 2 7 Криволапова Маша 5 8 Мисюркеев Алеша 3 9 Мисюркеев Володя 3 10 Минеева Даша 5 11 Михайлов А 5 12 Молчанова Оля 5 13 Молчанов С 6 14 Наумов П 6 15 Попов С 4 16 Постникова М 4 17 Реховская Юля 3 18 Сатаева Настя 5 19 Терентьева Таня 5 20 Ушакова Лена 5 21 Чагдурова Наташа 4 22 Толстихин Андрей 1 23 Разуваев Алеша 2 24 Ангельский Миша 4 Результат контрольной работы по теме "Решение систем линейных уравнений с двумя переменными" Рассмотрим ряд чисел 3 6 4 4 6 2 5 3 3 5 5 5 6 6 4 4 3 5 5 5 4 1 2 4 В результате ранжирования ряд примет вид: 1; 2; 2; 3; 3; 3; 3; 4; 4; 4; 4; 4; 4 5; 5; 5;5;5;5 6; 6; 6; 6; Относительная частота события Мода 4 Медиана 4 Размах от 1 до 6 Среднее арифметическое (1+2*2+3*4+4*6+5*4+6*4):23=4,3 I. Сбор данных.: Изучение поставленной задачи. Определение значимых понятий. Подбор источников информации. Сбор информации. Анализ данных: результаты приведенные в таблице были представлены в виде диаграмм. II. Группировка данных. Разделение данных в группы по признаку. Построение таблицы данных. III. Анализ данных. Нахождение статистических характеристик. Обобщение полученных результатов. IV. Отчет. Необходимость изучения математики исследование №1 Какой школьный предмет нравится больше всего? _________________- Какой школьный предмет лёгок в изучении? ______________________ Какой предмет труднее всего дается в изучении? __________________ Сколько часов в день вы тратите на приготовление домашнего задания?_____________________________________________________ Нравится ли вам математика?___________________________________ Нужна ли вам математика в будущем? ____________________________ Нужна ли Вам помощь при выполнении домашних заданий по предметам математического цикла?_______________________________________________________ Как Вы оцениваете свои знания по математике? Имею отметку___________________… Знаю на_______________________….. Могу на…________________________ Что является, на Ваш взгляд, причиной неуспехов или неудач, если они случаются?________________________________________ __________________________________________________________Хотите ли Вы улучшить свои результаты по предметам математического цикла?____________________________________ _________________________________________________________ Вопрос 1 Какой школьный предмет нравится более всего? Вопрос 2 Какой школьный предмет самый трудный в изучении? Вопрос 3 Сколько всего времени тратите на выполнение домашнего задания по математике? Вопрос 4 Нравится ли тебе заниматься изучением математики? Нужна ли математика в будущей вашей профессии? Да -100% Нужна ли тебе помощь при выполнении домашнего задания по математике Кто тебе помогает разобрать трудную тему по математике? Мама -45% Учитель-35 % Учебник -20% Папа-15% Бабушк10% Сестра-10% Друзья-5% Никто-5% Как ты оцениваешь свои знания по математике? Хочешь ли заниматься по математике еще лучше Мотивация учебной деятельности исследование №3 Вид деятельности Ежедневно Несколько раз в неделю В воскресенье 1 Читаю газеты и журналы 2 Читаю художественную литературу 5 Хожу на вечера отдыха 6 Смотрю кино передачи 7 Играю в спортивные игры 8 Занимаюсь общественной работой 9 Занимаюсь охотой, рыбалкой 11 Занимаюсь художественной самодеятельностью 12 Хожу в походы 13 Занимаюсь радиоделом 14 Занимаюсь шитьём, рукоделием 15 Учусь играть на музыкальном инструменте 16 Слушаю музыку, делаю записи 17 Увлекаюсь коллекционированием 18 Увлекаюсь танцами, хожу на дискотеки 19 Люблю что-нибудь изготовить своими руками 20 Вожусь с животными 21 В свободное время помогаю родителям 22 Провожу время безо всякой цели 23 В свободное время работаю 24 (Если занят в свободное время ещё чем-то, допиши здесь!) Ежедневно Несколько раз в неделю В воскресенье Вывод: Таким образом, ученики нашего класса ежедневно чаще всего слушают музыку, помогают родителям, смотрят телевизор,; несколько раз в неделю - занимаются спортом и делают что-нибудь своими руками,; в воскресенье – читают и играют на компютере, смотрят телевизор Заключение: И так, на примере моей исследовательской работы вы убедились, что статистические характеристики и исследования играют значительную роль в нашей жизни и используются не только в математике, но и в других отраслях науки. Спасибо за внимание

Разделы: Математика

Урок 1. «Среднее арифметическое, размах и мода»

Тип урока

Цели :

• обучающая – формирование представления о простейших статистических характеристиках и их использовании при анализе данных, полученных в результате исследования;
• развивающая
• воспитательная – подготовка учащихся к проблемам современной жизни (понимание и интерпретация результатов статистических исследований).

Оборудование : проектор.

Ход урока

I. Организационный момент

Слышали ли вы когда-нибудь такую песню: «Потому что на десять девчонок по статистике девять ребят»? Как вы думаете, что это значит?

Сегодня мы познакомимся с новой наукой – статистикой. Узнаем, что она изучает и как можно применить те знания, которые вы сейчас получите.

III. Актуализация знаний

– Какое число называют средним арифметическим нескольких чисел?

(Средним арифметическим нескольких чисел называют частное от деления суммы этих чисел на число слагаемых).

Задача : дан ряд чисел 5, 6, 8, 12, 15, 4, 17, 8, 10, 15.

1. Найдите среднее арифметическое ряда чисел.
2. Найдите наибольшее и наименьшее значение ряда чисел, вычислите их разность.

IV. Первичное усвоение, осознание и осмысление нового материала

– Ребята, вы начинаете изучать новый предмет: «Элементы статистики и теории вероятностей».

– Где в реальной повседневной жизни мы сталкиваемся с этими науками?

– Вы что-нибудь слышали об этом разделе математики?

– А разве вам не приходилось подсчитывать среднюю скорость движения, средний бал ученика, класса. Подготовку человека к таким проблемам во всем мире осуществляет школьный курс математики, и в частности ее раздел «Математическая статистика».

Статистика – наука, которая занимается получением, обработкой и анализом количественных данных о разнообразных массовых явлениях, происходящих в природе и обществе. Слово «статистика» происходит от латинского слова status , которое означает «состояние, положение вещей». Статистика изучает численность отдельных групп населения страны и ее регионов, производство и потребление разнообразных видов продукции, перевозку грузов и пассажиров различными видами транспорта, природные ресурсы и многое другое. Результаты статистических исследований широко используются для практических и научных выводов. Вам было дано задание: измерить время, затраченное на выполнение домашнего задания по алгебре.

Мы получили следующие результаты: 27, 25, 26, 25, 40, 38, 38, 25 и т.д.

Имея этот ряд данных, можно определить, сколько минут в среднем затратили учащиеся на выполнение домашнего задания.

– Что для этого нужно сделать? (сложить все числа и разделить полученную сумму на их количество).

Число 28, полученное в результате, называют средним арифметическим рассматриваемого ряда. Обозначение: .

Мы вычислили, что на выполнение домашнего задания по алгебре учащиеся затратили в среднем 28 минут. Проводя аналогичные наблюдения, можно проследить, какова была средняя затрата времени на выполнение в какой-либо день домашнего задания по алгебре и русскому языку.

Заметим, что иногда вычисление среднего арифметического не дает полезной информации, так как время, затраченное некоторыми учащимися, значительно отличается от среднего арифметического.

Наибольший расход времени равен 40 минут, а наименьший расход времени равен 18 минут. Разность между наибольшим и наименьшим значением называется размахом ряда .

Размах ряда находят тогда, когда хотят определить, как велик разброс данных в ряду.

Ребята, нас могут интересовать не только среднее арифметическое и размах, но и другие показатели.

Например, интересно знать, какое число встречается в ряду данных чаще всего.

Таким числом является число 25. Число, наиболее часто встречающееся в данном ряду, называется модой чисел.

Ряд может иметь две моды, а может не иметь моды. Например, 47, 46, 50, 52, 47, 49, 52, 55 – имеет две моды: 47 и 52.

69, 68, 66, 70, 67, 71, 74, 63, 73, 72 – этот ряд не имеет моды.

– Ребята, где еще можно встретить понятие моды ряда чисел?

– Данные о размерах мужских сорочек, проданных в определенный день в универмаге. Здесь мода – размер пользующихся спросом, мода – цены на товар распространенный на рынке и т.п.

V. Закрепление изученного материала

При выставлении оценок учитель также вычисляет среднее арифметическое ваших текущих оценок.

Сейчас вы получите выписку ваших оценок по алгебре за I четверть.

Вы должны вычислить среднее арифметическое, моду и размах.

VI. Подведение итогов урока

«В среднем в день ребёнок улыбается 400 раз, взрослый - 17. Теперь все улыбнулись, чтобы испортить статистику»

VIII. Рефлексия

п. 9, 168 (а, б), 172, 178

Урок 2. «Медиана как статистическая характеристика»

Тип урока : ознакомление с новым материалом.

Цели :

• обучающая – ввести понятие медианы, организовать деятельность учащихся по закреплению медианы, среднего арифметического, размаха и моды, обеспечить отработку навыка их применения при выполнении различных заданий;
• развивающая – знакомство с разделом математики: «статистика и теория вероятностей» и его местом в системе научного познания мира;
• воспитательная – подготовка учащихся к проблемам современной жизни (понимание и интерпретация результатов статистических исследований).

Оборудование : проектор

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания

III. Сообщение темы и целей урока

Сегодня на уроке мы повторим алгоритм нахождения среднего арифметического, размаха и моды, и узнаем, как находится еще одна характеристика – медиана.

IV. Актуализация опорных знаний учащихся

1. Фронтальный опрос.

1. Что называется средним арифметическим ряда чисел? Может ли среднее арифметическое ряда чисел не совпадать ни с одним из этих чисел?
2. Что называется модой ряда чисел? Любой ли ряд чисел имеет моду? Может ли ряд чисел иметь более одной моды? Может ли мода ряда чисел не совпадать ни с одним из этих чисел?

2. Устный счет.

а) Дан ряд чисел: 3, 5, 1, 7, 9. Найти среднее арифметическое, размах и моду.
б) Дан ряд чисел: 1, 2, 2, 5, 5. Найти среднее арифметическое, размах и моду.

V. Первичное усвоение, осознание и осмысление нового материала

Задача . В небольшой фирме 10 сотрудников: 7 рабочих, мастер, бухгалтер, директор. Зарплата у рабочих: 2000, у мастера 4000, у бухгалтера 16000, у директора 40000. Найдите чему будет равна средняя зарплата на этом предприятии?

Но достаточно ли этой характеристики работнику, который устраивается работать рабочим? (Нет)

В этом случае используют другую статистическую характеристику – медиану.

Запишем алгоритм нахождения медианы набора чисел:

1. Упорядочить числовой набор.
2. Одновременно зачеркиваем “самое большое” и “самое маленькое” числа данного набора чисел до тех пор, пока не останется одно число или два числа.
3. Если осталось одно число, то оно и есть медиана.
4. Если осталось два числа, то медианой будет среднее арифметическое двух оставшихся чисел.

Медиану используют вместо средней арифметической, когда крайние варианты упорядоченного ряда (наименьшая и наибольшая) по сравнению с остальными оказываются чрезмерно большими или чрезмерно малыми.

VI. Закрепление изученного материала

Задача 2 . В таблице приведена информация о длине основных рек, протекающих по территории округа Домодедово Московской области.

а) Найдите среднюю длину рек (среднее арифметическое);
б) Найдите длину рек в среднем (медиану данных);
в) По вашему мнению, какая из этих характеристик – среднее арифметическое или медиана – лучше описывает длину рек, протекающих в Домодедовском районе? Ответ объясните.

Ответ: а) 186 км, б) 41 км, в) медиана, т.к. данные содержат значения сильно отличающиеся от всех прочих.

Итак, для характеристики статистической информации используют среднее арифметическое и медиану. Во многих случаях одна из характеристик может не иметь никакого содержательного смысла.

VI. Подведение итогов урока

У статистиков есть шутка: средняя глубина озера 0,5 м, а корова все-таки утонула. Как вы понимаете эту фразу?

Выставление оценок за работу на уроке.

VIII. Рефлексия

Раздать карточки для рефлексии.

<Приложение 1>

VII. Постановка домашнего задания п.10, 187, 190, 193

Урок 3. «Статистические характеристики»

Тип урока : закрепление изученного.

Цели :

• обучающая – закрепить полученные знания и умения, применять статистические характеристики при решении простейших задач;
• развивающая –
• воспитательная – подготовка учащихся к проблемам современной жизни, воспитание познавательной активности, культуры диалога.

Оборудование : карточки для выполнения проверочной работы.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания, уточнение направлений актуализации материала

<Приложение 2>

III. Сообщение темы, цели и задач урока, мотивация учения

Сегодня на уроке мы продолжим находить основные статистические характеристики числовых рядов.

IV. Воспроизведение изученного и их первичное применение в новых или измененных условиях с целью формирования умений

1. Фронтальный опрос

1. Что такое статистика?
2. Что называется средним арифметическим ряда чисел?
3. Что называется размахом ряда чисел?
4. Что называется модой ряда чисел?
5. Любой ли ряд имеет моду?
6. Может ли ряд иметь более одной моды?
7. Может ли мода ряда чисел не совпадать ни с одним из этих чисел?
8. Что называется медианой ряда чисел?
9. Какой ряд называется упорядоченным рядом чисел?

2. Решение задач

В таблице приведены расходы учащегося 7 класса за 4 дня:

Определить какая статистическая характеристика находится в каждом задании:

а) 100+75+50+75=30;
300:4=75;
___=75 р.

Б) 50, 75, 75, 100;
(75+75):2 = 75;
___=75 р.

В) 100, 75, 50, 75;
___=75 р.

Г) 100-50=50;
___=50 р.

3. Решение заданий повышенной сложности

V. Проверочная работа

Выдаются карточки с заданием. Эти карточки подписываются учащимися. Задания выполняются на этих карточках в течение 3-5 минут.

Ребята меняются карточками. И по готовым ответам на доске проверяют работы друг друга и выставляют отметки согласно предложенным критериям.

Оценка: «5» – всё верно; «4» – 3 задания выполнены верно; «3» – 2 задания выполнены верно; «2» – выполнено верно менее двух зданий.

Работы сдаются учителю для просмотра и анализа усвоения материала.

VI. Подведение итогов урока

Выставление оценок за урок.

VII. Рефлексия

Раздать карточки для рефлексии.

<Приложение 1>

VIII. Постановка домашнего задания №182, №183, №193

Провести сбор информации на тему: «Размер обуви учеников 7 класса», «Рост учеников 7 класса», «Количество детей в семье учеников 7 класса» (в трех экземплярах) < Приложение 5 >

Урок 4. «Статистические характеристики нашего класса»

Тип урока : обобщения и систематизации знаний.

Цели :

• обучающая – повторение и закрепление пройденного материала, введение понятия статистического исследования, продемонстрировать удобные способы упорядочивания и систематизации больших объёмов информации;
• развивающая – развитие математически грамотной речи, логического мышления;
• воспитательная – воспитание познавательной активности, культуры диалога.

Оборудование : таблицы для заполнения данных.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Сообщение темы и целей урока

– На перемене я собрала ответы на все ваши вопросы. Все готовы приступить к групповому исследованию. Начинаем заключительный урок по теме “Статистические характеристики”.

III. Воспроизведение и коррекция опорных знаний

1. Что такое статистика?
2. Какие статистические характеристики вы знаете?

IV. Обобщение и систематизация понятий, усвоение системы знаний и их применение для объяснения новых фактов и выполнения практических заданий

Сегодня на уроке мы проведем с вами статистическое исследование.

Запишем основные этапы статистического исследования:

1. Сбор данных.
2. Систематизация данных – представление данные в табличном виде.
3. Анализ данных – нахождение статистических характеристик, выводы.

Рассмотрим следующую задачу:

В женском обувном магазине провели статистические исследования и составили соответствующую таблицу по цене обуви и количества продаж:

Первый и второй этап статистического исследования уже пройдены: данные собраны и систематизированы. Осталось произвести анализ данных.

Для данных показателей надо найти статистические характеристики и объяснить их значение. После ученики должны ответить на следующие вопросы:

1. Из данных ценовых категорий, обувь за какую цену не следует продавать магазину?
2. Обувь, по какой цене следует распространять?
3. К какой цене лучше стремиться?

По каким параметрам еще можно провести статистические исследования в обувном магазине?

V. Усвоение ведущих идей и основных теорий на основе широкой систематизации знаний

Проведем собственное статистическое исследование. У вас было домашнее задание: принести данные о своем росте, размере обуви и количестве детей в семье.

Сейчас каждый ряд получит свое задание <Приложение 5 >:

1. Провести статистическое исследование роста учащихся вашего класса.
2. Провести статистическое исследование размера обуви.
3. Провести статистическое исследование количества детей в семье.

Так как статистическое исследование состоит из трех этапов, а первый этап – сбор данных мы уже провели, то вы можете переходить ко второму этапу – систематизации данных. Для этого данные занесите в таблицы.

После того как вы провели систематизацию данных, можно переходить к следующему этапу – анализу данных. Найдите статистические характеристики: среднее арифметическую, моду, медиану и размах ряда. Сделайте выводы.

VI. Подведение итогов урока

Вы все отлично справились с заданием. Выставление оценок за работу на уроке.

VII. Постановка домашнего задания

Провести исследование на тему: «Рост учащихся 8 класса».

VII. Рефлексия

Раздать карточки для рефлексии.

<Приложение 1>

Цель работы: научиться обрабатывать статистические данные в электронных таблицах с помощью встроенных функций; изучить возможности Пакета анализа в MS Excel 2010 и его некоторые инструменты: Генерация случайных чисел, Гистограмма, Описательная статистика.

Теоретическая часть

Очень часто для обработки данных, полученных в результате обследования большого числа объектов или явлений (статистических данных ), используются методы математической статистики.

Современная математическая статистика подразделяется на две обширные области: описательную и аналитическую статистику . Описательная статистика охватывает методы описания статистических данных, представления их в форме таблиц, распределений и пр.

Аналитическая статистика называется также теорией статистических выводов. Ее предметом является обработка данных, полученных в ходе эксперимента, и формулировка выводов, имеющих прикладное значение для самых различных областей человеческой деятельности

Полученный в результате обследования набор чисел называетсястатистической совокупностью.

Выборочной совокупностью (или выборкой ) называется совокупность случайно отобранных объектов. Генеральной совокупностью называется совокупность объектов, из которой производится выборка. Объемом совокупности (генеральной или выборочной) называется число объектов этой совокупности.

Для статистической обработки результаты исследования объектов представляют в виде чисел x 1 , x 2 , …, x k . Если значение x 1 наблюдалось n 1 раз, значение x 2 наблюдалось n 2 раз, и т.д., то наблюдаемые значения x i называются вариантами , а числа их повторений n i называются частотами . Процедура подсчета частот называется группировкой данных.

Объем выборки n равен сумме всех частот n i :

Относительной частотой значения x i называется отношение частоты этого значения n i к объему выборки n :

. (2)

Статистическим распределением частот (или просто распределением частот ) называется перечень вариант и соответствующих им частот, записанных в виде таблицы:

Распределением относительных частот называется перечень вариант и соответствующих им относительных частот.

1. Основные статистические характеристики.

Современные электронные таблицы имеют огромный набор средств для анализа статистических данных. Наиболее часто используемые статистические функции встраиваются в основное ядро программы, то есть эти функции доступны с момента запуска программы. Другие более специализированные функции входят в дополнительные подпрограммы. В частности, в Excel, такая подпрограмма называется Пакетом анализа. Команды и функции пакета анализа называют Инструментами анализа. Мы ограничимся изучением нескольких основных встроенных статистических функций и наиболее полезных инструментов анализа из пакета анализа в электронной таблице Excel.

Среднее значение.

Функция СРЗНАЧ вычисляет выборочное (или генеральное) среднее, то есть среднее арифметическое значение признака выборочной (или генеральной) совокупности. Аргументом функции СРЗНАЧ является набор чисел, как правило, задаваемый в виде интервала ячеек, например, =СРЗНАЧ (А3:А201).

Дисперсия и среднее квадратическое отклонение.

Для оценки разброса данных используются такие статистические характеристики, как дисперсия D и среднее квадратическое (или стандартное) отклонение . Стандартное отклонение есть квадратный корень из дисперсии:
. Большое стандартное отклонение указывает на то, что значения измерения сильно разбросаны относительно среднего, а малое – на то, что значения сосредоточены около среднего.

В Excel имеются функции, отдельно вычисляющие выборочную дисперсиюD в и стандартное отклонение в и генеральные дисперсиюD г и стандартное отклонение г. Поэтому, прежде чем вычислять дисперсию и стандартное отклонение, следует четко определиться, являются ли ваши данные генеральной совокупностью или выборочной. В зависимости от этого нужно использовать для расчетаD г и г,D в и в .

Для вычисления выборочной дисперсии D в и выборочного стандартного отклонения в имеются функции ДИСП) и СТАНДОТКЛОН. Аргументом этих функций является набор чисел, как правило, заданный диапазоном ячеек, например, =ДИСП (В1:В48).

Для вычисления генеральной дисперсии D г и генерального стандартного отклонения г имеются функции ДИСПР и СТАНДОТКЛОНП, соответственно.

Аргументы этих функций такие же как и для выборочной дисперсии.

Объем совокупности.

Объем совокупности выборочной или генеральной – это число элементов совокупности. Функция СЧЕТ определяет количество ячеек в заданном диапазоне, которые содержат числовые данные. Пустые ячейки или ячейки, содержащие текст, функция СЧЕТ пропускает. Аргументом функции СЧЕТ является интервал ячеек, например: =СЧЕТ (С2:С16).

Для определения количества непустых ячеек, независимо от их содержимого, используется функция СЧЕТ3. Ее аргументом является интервал ячеек.

Мода и медиана.

Мода – это значение признака, которое чаще других встречается в совокупности данных. Она вычисляется функцией МОДА. Ее аргументом является интервал ячеек с данными.

Медиана – это значение признака, которое разделяет совокупность на две равные по числу элементов части. Она вычисляется функцией МЕДИАНА. Ее аргументом является интервал ячеек.

Размах варьирования. Наибольшее и наименьшее значения.

Размах варьирования R – это разность между наибольшимx max и наименьшим x min значениями признака совокупности (генеральной или выборочной):R =x max –x min . Для нахождения наибольшего значенияx max имеется функция МАКС (или MAX), а для наименьшегоx min – функция МИН (или MIN). Их аргументом является интервал ячеек. Для того, чтобы вычислить размах варьирования данных в интервале ячеек, например, от А1 до А100, следует ввести формулу: =МАКС (А1:А100)-МИН (А1:А100).

Отклонение случайного распределения от нормального.

Нормально распределенные случайные величины широко распространены на практике, например, результаты измерения любой физической величины подчиняются нормальному закону распределения. Нормальным называется распределение вероятностей непрерывной случайной величины, которое описывается плотностью

,

где
дисперсия, - среднее значение случайной величины .

Для оценки отклонения распределения данных эксперимента от нормального распределения используются такие характеристики как асимметрия А и эксцессЕ . Для нормального распределенияА =0 иЕ =0.

Асимметрия показывает, на сколько распределение данных несимметрично относительно нормального распределения: если А >0, то большая часть данных имеет значения, превышающие среднее ; еслиА <0, то большая часть данных имеет значения, меньшие среднего . Асимметрия вычисляется функцией СКОС. Ее аргументом является интервал ячеек с данными, например, =СКОС (А1:А100).

Эксцесс оценивает «крутость», т.е. величину большего или меньшего подъема максимума распределения экспериментальных данных по сравнению с максимумом нормального распределения. Если Е >0, то максимум экспериментального распределения выше нормального; еслиЕ <0, то максимум экспериментального распределения ниже нормального. Эксцесс вычисляется функцией ЭКСЦЕСС, аргументом которой являются числовые данные, заданные, как правило, в виде интервала ячеек, например: =ЭКСЦЕСС (А1:А100).

Задание 1. Применение статистических функций

Одним и тем же вольтметром было измерено 25 раз напряжение на участке цепи. В результате опытов получены следующие значения напряжения в вольтах: 32, 32, 35, 37, 35, 38, 32, 33, 34, 37, 32, 32, 35, 34, 32, 34, 35, 39, 34, 38, 36, 30, 37, 28, 30.Найдите выборочные среднюю, дисперсию, стандартное отклонение, размах варьирования, моду, медиану. Проверить отклонение от нормального распределения, вычислив асимметрию и эксцесс.

Наберите результаты эксперимента в столбец А.

В ячейку В1 наберите «Среднее», в В2 – «выборочная дисперсия», в В3 – «стандартное отклонение», в В4 – «Максимум», в В5 – «Минимум», в В6 – « Размах варьирования», в В7 – «Мода», в В8 – «Медиана», в В9 – «Асимметрия», в В10 – «Эксцесс». Выровняйте ширину этого столбца с помощью Автоподбора ширины.

Выделите ячейку С1 и нажмите на знак «=» в строке формул. С помощью Мастера функций в категорииСтатистические найдите функцию СРЗНАЧ, затем выделите интервал ячеек с данными и нажмитеEnter .

Выделите ячейку С2 и нажмите на знак «=» в строке формул. С помощью помощью Мастера функций в категорииСтатистические найдите функцию ДИСП, затем выделите интервал ячеек с данными и нажмитеEnter .

Проделайте самостоятельно аналогичные действия для вычисления стандартного отклонения, максимума, минимума, моды, медианы, асимметрии и эксцесса.

Для вычисления размаха варьирования в ячейку С6 следует ввести формулу: =МАКС (А1:А25)-МИН(А1:А25).

К характеристикам вариации , или колеблемости , результатов измерений относят размах, дисперсию, среднее квадратическое отклонение, коэффициент вариации и др.

Все средние характеристики дают общую характеристику ряда результатов измерений. На практике нас часто интересует, как сильно каждый результат отклоняется от среднего значения. Однако, легко можно представить, что две группы результатов измерений имеют одинаковые средние, но различные значения измерений. Например, для ряда 3, 6, 3¾ среднее значение = 4; для ряда 5, 2, 5¾также среднее значение = 4, несмотря на существенное различие этих рядов.

Поэтому средние характеристики всегда необходимо дополнять показателями вариации, или колеблемости. Самой простой характеристикой вариации является размах варьирования . Его определяют как разность между наибольшим и наименьшим результатами измерений. Однако он улавливает только крайние отклонения, но не отражает отклонений всех результатов.

Чтобы дать обобщающую характеристику, можно вычислить отклонения от среднего результата. Например, для ряда 3, 6, 3 значения (x i - ) будут следующими: 3 - 4 = -1; 6 - 4 = 2; 3 - 4 = -1. Сумма этих отклонений (-1) + 2 + (-1) всегда равна 0. Чтобы избежать этого, значения каждого отклонения возводят в квадрат:

(-1) 2 + 2 2 + (-1) 2 = 6.

Значение (x i - ) 2 делает отклонения от средней более явственными: малые отклонения становятся еще меньше (0,5 2 =0,25), а большие¾еще больше

(5 2 = 25). Получившуюся сумму S (x i - ) 2 называют суммой квадратов

отклонений . Разделив эту сумму на число измерений, получают средний квадрат отклонений, или дисперсию . Она обозначается s 2 и вычисляется по формуле:

S (x i - ) 2

s 2 = ¾¾¾¾¾ .

Если число измерений не более 30, т.е. n < 30, используется формула:

S (x i - ) 2

s 2 = ¾¾¾¾¾¾¾ .

Эти формулы применяются, когда результаты представлены неупорядоченной (обычной) выборкой.

Из характеристик колеблемости наиболее часто используется среднее квадратическое отклонение , которое определяется как положительное значение корня квадратного из значения дисперсии, т.е.:

Среднее квадратическое отклонение (оно называется также стандартным отклонением) имеет те же единицы измерения, что и результаты измерения, т.е. характеризует степень отклонения результатов от среднего значения в абсолютных единицах. Однако для сравнения колеблемости двух и более совокупностей, имеющих различные единицы измерения, эта характеристика не пригодна.

Коэффициент вариации определяется как отношение среднего квадратического отклонения к среднему арифметическому, выраженное в процентах. Вычисляется он по формуле:

В спортивной практике колеблемость результатов измерений в зависимости от величины коэффициента вариации считают небольшой (0¾10%), средней (11¾20%) и большой (V>20%).

Коэффициент вариации имеет важное значение в спортивной метрологии, т. к., будучи величиной относительной (измеряется в процентах), позволяет сравнивать между собой колеблемость результатов измерений, имеющих различные единицы измерения. Коэффициент вариации можно использовать лишь в том случае, если измерения выполнены в шкале отношений.

Упомянем еще об одном показателе рассеивания¾стандартной (средней квадратической) ошибке среднего арифметического. Этот показатель (обычно он обозначается символами m или S) характеризует колеблемость средней. Поясним примером. Предположим, что нас интересуют результаты в беге на 100 м учеников 10-ых классов Минска. Мы проводим с этой целью выборочное обследование, и на выборке объемом 100 юношей находим, что в среднем 10-классники показывают результат 13,7 ± 0,4 с.

Предположим, что мы проведем такие обследования много раз на разных выборках. Как будет варьировать в них средняя арифметическая? Ясно, что чем больше объем выборки, тем меньше будет вариация средних величин. Если, например, мы возьмем в одном случае две выборки по 10 человек, а во втором¾ по 10 000 человек, средние результаты во втором случае, вероятнее всего, будут ближе друг к другу (и одновременно ближе к средней генеральной совокупности¾среднему результату в беге всех 10-классников Минска).

Стандартная ошибка средней арифметической вычисляется по формуле:

S x = ¾¾ ,

где s¾стандартное отклонение результатов измерений, n¾объем выборки. В приведенном выше примере стандартная ошибка средней арифметической равна S x = 0,4/= 0,04 с, т.е. она в десять раз меньше, чем среднее квадратическое отклонение результатов измерений.

1.5. Нормальный закон распределения непрерывных случайных величин

Вопросы