🛠️ Công cụ

Ôn tập Chương 3 - Toán 11

Ôn tập Chương III: Thống kê mẫu số liệu ghép nhóm - Toán 11 Kết nối tri thức.

📖 Lý thuyết ✍️ Dạng toán & bài tập 🎯 Trắc nghiệm

Ôn tập Chương III: Thống kê mẫu số liệu ghép nhóm

I. Tóm tắt lý thuyết trọng tâm

⚡ 1. Mẫu số liệu ghép nhóm
  • Định nghĩa: Mẫu số liệu ghép nhóm là mẫu số liệu được cho dưới dạng các khoảng [ai;ai+1)[a_i; a_{i+1}).
  • Số trung bình (xˉ\bar{x}): xˉ=1ni=1knixi\bar{x} = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^k n_i x_i, trong đó xi=ai+ai+12x_i = \frac{a_i + a_{i+1}}{2} là giá trị đại diện của nhóm, nin_i là tần số của nhóm.
⚡ 2. Các số đặc trưng đo xu thế trung tâm
  • Trung vị (MeM_e): Me=ap+n2CnphM_e = a_p + \frac{\frac{n}{2} - C}{n_p} \cdot h, trong đó:
    • [ap;ap+1)[a_p; a_{p+1}) là nhóm chứa trung vị.
    • CC là tần số tích lũy của các nhóm trước nhóm chứa trung vị.
    • np,hn_p, h lần lượt là tần số và độ dài của nhóm chứa trung vị.
  • Tứ phân vị Q1,Q3Q_1, Q_3: Cách tính tương tự trung vị nhưng thay n/2n/2 bằng n/4n/43n/43n/4.
  • Mốt (MoM_o): Mo=aj+njnj1(njnj1)+(njnj+1)hM_o = a_j + \frac{n_j - n_{j-1}}{(n_j - n_{j-1}) + (n_j - n_{j+1})} \cdot h, trong đó:
    • [aj;aj+1)[a_j; a_{j+1}) là nhóm có tần số lớn nhất (nhóm chứa mốt).

II. Dạng toán tổng hợp

📌 Phương pháp giải

Quy trình xử lý số liệu:

  1. Lập bảng tần số tích lũy để xác định vị trí trung vị, tứ phân vị.
  2. Tính giá trị đại diện cho mỗi nhóm để tính số trung bình.
  3. Sử dụng công thức nội suy để tìm các giá trị xấp xỉ của trung vị, mốt.
🔍 Ví dụ 1: Tính số trung bình

Khảo sát thời gian sử dụng điện thoại (phút) của 20 học sinh trong 1 ngày: [0;30):4[0; 30): 4 em; [30;60):6[30; 60): 6 em; [60;90):7[60; 90): 7 em; [90;120):3[90; 120): 3 em.

💡 Xem lời giải
  • Giá trị đại diện các nhóm: 15,45,75,10515, 45, 75, 105.
  • Số trung bình: xˉ=415+645+775+310520=60+270+525+31520=117020=58,5\bar{x} = \frac{4 \cdot 15 + 6 \cdot 45 + 7 \cdot 75 + 3 \cdot 105}{20} = \frac{60 + 270 + 525 + 315}{20} = \frac{1170}{20} = 58{,}5 phút.
🔍 Ví dụ 2: Tính trung vị

Dựa trên bảng số liệu ở Ví dụ 1, tìm trung vị MeM_e.

💡 Xem lời giải
  • Tổng số phần tử n=20n = 20. Vị trí trung vị là n/2=10n/2 = 10.
  • Tần số tích lũy: Nhóm 1 (4), Nhóm 2 (10). Vậy trung vị nằm ở cuối nhóm [30;60)[30; 60).
  • Nhóm chứa trung vị là [30;60)[30; 60). ap=30,np=6,C=4,h=30a_p = 30, n_p = 6, C = 4, h = 30.
  • Me=30+104630=30+30=60M_e = 30 + \frac{10 - 4}{6} \cdot 30 = 30 + 30 = 60 phút.
🔍 Ví dụ 3: Tính mốt

Tìm mốt MoM_o cho bảng số liệu Ví dụ 1.

💡 Xem lời giải
  • Tần số lớn nhất là 7, thuộc nhóm [60;90)[60; 90).
  • aj=60,nj=7,nj1=6,nj+1=3,h=30a_j = 60, n_j = 7, n_{j-1} = 6, n_{j+1} = 3, h = 30.
  • Mo=60+76(76)+(73)30=60+11+430=60+6=66M_o = 60 + \frac{7-6}{(7-6) + (7-3)} \cdot 30 = 60 + \frac{1}{1+4} \cdot 30 = 60 + 6 = 66 phút.
🔍 Ví dụ 4: Bài toán thực tế — Chiều cao học sinh

Khảo sát chiều cao 100 học sinh: [150;155):10,[155;160):25,[160;165):40,[165;170):20,[170;175):5[150; 155): 10, [155; 160): 25, [160; 165): 40, [165; 170): 20, [170; 175): 5. a) Tìm số trung bình chiều cao. b) Tìm tứ phân vị thứ nhất Q1Q_1.

💡 Xem lời giải

a) Giá trị đại diện: 152,5;157,5;162,5;167,5;172,5152,5; 157,5; 162,5; 167,5; 172,5. xˉ=10(152,5)+25(157,5)+40(162,5)+20(167,5)+5(172,5)100=162,25\bar{x} = \frac{10(152,5) + 25(157,5) + 40(162,5) + 20(167,5) + 5(172,5)}{100} = 162,25 cm. b) n=100n/4=25n=100 \Rightarrow n/4 = 25. Tần số tích lũy: Nhóm 1 (10), Nhóm 2 (35). Vậy Q1Q_1 nằm ở nhóm [155;160)[155; 160). Q1=155+2510255=155+3=158Q_1 = 155 + \frac{25 - 10}{25} \cdot 5 = 155 + 3 = 158 cm.

🔍 Ví dụ 5: Bài toán thực tế — Doanh thu bán hàng

Một cửa hàng thống kê số lượng khách mỗi giờ trong 50 giờ làm việc: [0;10):5,[10;20):12,[20;30):20,[30;40):8,[40;50):5[0; 10): 5, [10; 20): 12, [20; 30): 20, [30; 40): 8, [40; 50): 5. Nếu muốn biết lượng khách “phổ biến nhất” mỗi giờ, hãy tính mốt. Nếu muốn biết lượng khách “ở giữa” hãy tính trung vị.

💡 Xem lời giải
  • Mốt MoM_o: Nhóm [20;30)[20; 30) có tần số 20 lớn nhất. Mo=20+2012(2012)+(208)10=20+88+1210=20+4=24M_o = 20 + \frac{20-12}{(20-12)+(20-8)} \cdot 10 = 20 + \frac{8}{8+12} \cdot 10 = 20 + 4 = 24 khách.
  • Trung vị MeM_e: n/2=25n/2 = 25. Tích lũy: N1+N2 = 17, N3 = 17+20=37. Vậy nằm ở nhóm [20;30)[20; 30). Me=20+25172010=20+4=24M_e = 20 + \frac{25-17}{20} \cdot 10 = 20 + 4 = 24 khách. Trong bài này, mốt và trung vị nầm trùng nhau, cho thấy dữ liệu khá cân đối.

III. Trắc nghiệm ôn tập

Câu 1:Giá trị đại diện của nhóm $[a; b)$ được tính bằng công thức:
Câu 2:Mẫu số liệu ghép nhóm thường được dùng khi:
Câu 3:Công thức tính số trung bình của mẫu số liệu ghép nhóm là:
Câu 4:Trong công thức tính trung vị, h là:
Câu 5:Nhóm chứa mốt là nhóm có:
Câu 6:Nếu mẫu số liệu có 100 phần tử, tứ phân vị thứ ba $Q_3$ nằm ở vị trí thứ bao nhiêu trong bảng tần số tích lũy?
Đúng / Sai
Câu 7Cho bảng số liệu ghép nhóm thời gian tự học (giờ/tuần): $[0; 5): 10, [5; 10): 20, [10; 15): 15, [15; 20): 5$. Đúng hay sai?
a)Tổng số học sinh khảo sát là 50.
b)Nhóm chứa trung vị là $[5; 10)$.
c)Giá trị mốt nằm trong khoảng $[10; 15)$.
d)Số trung bình lớn hơn 10.
Đúng / Sai
Câu 8Về các số đặc trưng xu thế trung tâm của mẫu ghép nhóm, đúng hay sai?
a)Số trung bình luôn lớn hơn trung vị.
b)Mốt có thể không duy nhất.
c)Tứ phân vị $Q_2$ chính là trung vị $M_e$.
d)Khi các nhóm có độ dài không bằng nhau, công thức tính mốt vẫn giữ nguyên.
Câu 9:Cho bảng ghép nhóm $[10; 20)$ có tần số 5, $[20; 30)$ có tần số 15. Tính tần số tích lũy của nhóm thứ hai.
Câu 10:Tính giá trị đại diện của nhóm $[155; 165)$.

IV. Bài tập tự luận tổng hợp

📝 Danh sách bài tập tự luận

Câu 1. Cho bảng phân bố tần số ghép nhóm về tuổi thọ của bóng đèn: [1000;1100):20,[1100;1200):35,[1200;1300):40,[1300;1400):5[1000; 1100): 20, [1100; 1200): 35, [1200; 1300): 40, [1300; 1400): 5. a) Tính số trung bình tuổi thọ. b) Tìm mốt của mẫu số liệu. c) Tìm trung vị. d) Nếu nhà sản xuất cam kết bảo hành cho 20% bóng đèn có tuổi thọ thấp nhất, thời gian bảo hành nên là bao nhiêu (tính Q1Q_1)?

💡 Đáp án

a) xˉ=(201050+)/100=1180\bar{x} = (20 \cdot 1050 + \dots)/100 = 1180 giờ. b) Nhóm [1200, 1300). Mo1212,5M_o \approx 1212,5 giờ. c) Me=1100+5020351001185,7M_e = 1100 + \frac{50-20}{35} \cdot 100 \approx 1185,7 giờ. d) Q1=1100+2520351001114,3Q_1 = 1100 + \frac{25-20}{35} \cdot 100 \approx 1114,3 giờ.

Câu 2. Khảo sát điểm thi của 120 học sinh: [0;2):5,[2;4):15,[4;6):40,[6;8):45,[8;10):15[0; 2): 5, [2; 4): 15, [4; 6): 40, [6; 8): 45, [8; 10): 15. a) Tìm điểm trung bình của cả khối. b) Tìm mốt. c) Tìm các tứ phân vị Q1,Q2,Q3Q_1, Q_2, Q_3. d) Vẽ biểu đồ tần số (nếu có thể mô tả) và nhận xét về độ lệch của dữ liệu.

💡 Đáp án

a) xˉ=5,95\bar{x} = 5,95. b) Mo6,4M_o \approx 6,4. c) Q1=4,5;Q2=6,22;Q3=7,56Q_1 = 4,5; Q_2 = 6,22; Q_3 = 7,56. d) Dữ liệu hơi lệch trái (tập trung điểm cao).

Câu 3. (So sánh) Thống kê thời gian chạy 100m (giây) của hai lớp 11A và 11B: 11A: [12;13):5,[13;14):10,[14;15):5[12; 13): 5, [13; 14): 10, [14; 15): 5. 11B: [12;13):2,[13;14):16,[14;15):2[12; 13): 2, [13; 14): 16, [14; 15): 2. a) Tính thời gian trung bình của mỗi lớp. b) Lớp nào có kết quả chạy đồng đều hơn? (Nhận xét qua mốt và trung vị). c) Nếu chọn 10 học sinh chạy nhanh nhất khối, tỉ lệ của mỗi lớp là bao nhiêu? d) Tại sao số trung bình không phản ánh hết được sự khác biệt giữa hai lớp này?

💡 Đáp án

a) xˉA=13,5;xˉB=13,5\bar{x}_A = 13,5; \bar{x}_B = 13,5. b) Lớp 11B đồng đều hơn (tập trung nhiều ở nhóm giữa). c) 11A có 5 bạn <13< 13s, 11B có 2 bạn \Rightarrow Tỉ lệ 5:2 hoặc tính cụ thể theo vị trị. d) Vì chúng có cùng số trung bình nhưng phân bố khác nhau.

Câu 4. (Thực tế - Chi phí) Một gia đình thống kê chi phí tiền điện trong 12 tháng: [200;400):2,[400;600):5,[600;800):3,[800;1000):2[200; 400): 2, [400; 600): 5, [600; 800): 3, [800; 1000): 2 (đơn vị: nghìn đồng). a) Tính chi phí tiền điện trung bình mỗi tháng. b) Tìm mức chi phí phổ biến nhất (mốt). c) Mức chi phí ở giữa (trung vị) là bao nhiêu? d) Nếu tháng tới dự kiến giá điện tăng 10%, các số đặc trưng trên thay đổi thế nào?

💡 Đáp án

a) xˉ=583,3\bar{x} = 583,3 nghìn đồng. b) Mo533,3M_o \approx 533,3 nghìn đồng. c) Me=560M_e = 560 nghìn đồng. d) Tất cả số đặc trưng đều tăng 10%.

Câu 5. Chứng minh rằng đối với mẫu số liệu ghép nhóm: a) Nếu nhân mỗi giá trị số liệu với k, số trung bình mới bằng kxˉk \cdot \bar{x}. b) Trung vị MeM_e luôn nằm trong khoảng của nhóm chứa nó. c) Mốt MoM_o có xu hướng tiến gần về phía nhóm lân cận có tần số cao hơn. d) Tổng các độ lệch (xixˉ)(x_i - \bar{x}) có trọng số tần số bằng 0.

💡 Đáp án

a, d) Tính chất đại số của số trung bình. b) Do 0n/2Cnp10 \leq \frac{n/2 - C}{n_p} \leq 1. c) Phân tích từ công thức mốt.

Câu 6. Một thư viện khảo sát số sách mượn mỗi ngày trong 30 ngày: [0;20):3,[20;40):7,[40;60):12,[60;80):5,[80;100):3[0; 20): 3, [20; 40): 7, [40; 60): 12, [60; 80): 5, [80; 100): 3. a) Tính xˉ,Me,Mo\bar{x}, M_e, M_o. b) Tìm khoảng tứ phân vị ΔQ=Q3Q1\Delta_Q = Q_3 - Q_1. c) Giải thích ý nghĩa của ΔQ\Delta_Q trong việc đánh giá sự ổn định của bạn đọc. d) Có ngày nào mượn sách “quá nhiều” (giá trị ngoại lệ) không?

💡 Đáp án

a) xˉ=48,6;Me=48,3;Mo=48,33\bar{x} = 48,6; M_e = 48,3; M_o = 48,33. b) Q1=30,Q3=64ΔQ=34Q_1 = 30, Q_3 = 64 \Rightarrow \Delta_Q = 34. c) Phản ánh độ phân tán của 50% số liệu ở giữa. d) Không thấy giá trị nào nằm ngoài Q3+1,5ΔQQ_3 + 1,5\Delta_Q.

Câu 7. (Thực tế - Môi trường) Đo nồng độ bụi mịn (PM2.5) tại một trạm: [0;15):10,[15;30):20,[30;45):15,[45;60):5[0; 15): 10, [15; 30): 20, [30; 45): 15, [45; 60): 5 (đơn vị: μg/m3\mu g/m^3). a) Tính nồng độ trung bình. b) Theo quy chuẩn, nồng độ trên 30 là ô nhiễm. Tính tỉ lệ số ngày ô nhiễm. c) Tìm nồng độ mà 50% số ngày thấp hơn mức đó. d) Nếu lắp thêm thiết bị lọc giúp giảm 20% nồng độ mọi ngày, trung vị mới là bao nhiêu?

💡 Đáp án

a) xˉ=27\bar{x} = 27 μg/m3\mu g/m^3. b) (15+5)/50=40%(15+5)/50 = 40\%. c) Me=26,25M_e = 26,25 μg/m3\mu g/m^3. d) Mnew=0,826,25=21M_{new} = 0,8 \cdot 26,25 = 21 μg/m3\mu g/m^3.

Câu 8. Cho mẫu số liệu ghép nhóm 2 nhóm [a;b)[a; b) tần số n1n_1[b;c)[b; c) tần số n2n_2. a) Viết công thức số trung bình. b) Tìm điều kiện để trung vị Me=bM_e = b. c) Tìm điều kiện để mốt nằm ở nhóm 1. d) Nếu n1=n2n_1 = n_2, chứng minh số trung bình bằng (a+c)/2+(b(a+c)/2)0(a+c)/2 + (b - (a+c)/2) \cdot 0.

💡 Đáp án

a) n1(a+b)/2+n2(b+c)/2n1+n2\frac{n_1(a+b)/2 + n_2(b+c)/2}{n_1+n_2}. b) n1=n2n_1 = n_2. c) n1>n2n_1 > n_2. d) xˉ=(a+2b+c)/4\bar{x} = (a+2b+c)/4.

Câu 9. (Thực tế - Thể thao) Cân nặng của các cầu thủ trong một đội bóng (kg): [60;65):2,[65;70):8,[70;75):12,[75;80):3[60; 65): 2, [65; 70): 8, [70; 75): 12, [75; 80): 3. a) Tìm mốt cân nặng. b) Tính cân nặng trung bình. c) Nếu huấn luyện viên muốn loại biên 10% cầu thủ nhẹ nhất, ngưỡng cân nặng là bao nhiêu? d) 25% cầu thủ nặng nhất có cân nặng từ bao nhiêu trở lên?

💡 Đáp án

a) Mo71,8M_o \approx 71,8 kg. b) xˉ=70,9\bar{x} = 70,9 kg. c) P1065,3P_{10} \approx 65,3 kg. d) Q373,6Q_3 \approx 73,6 kg.

Câu 10. (Tổng hợp) Một bài toán khảo sát thu nhập cư dân: [0;10):20,[10;20):50,[20;50):30[0; 10): 20, [10; 20): 50, [20; 50): 30. (Đơn vị: triệu đồng). a) Chú ý độ dài các nhóm không bằng nhau (h1=10,h2=10,h3=30h_1=10, h_2=10, h_3=30). Tính trung bình. b) Tính trung vị MeM_e. (Công thức MeM_e vẫn đúng khi h khác nhau). c) Tính mốt MoM_o. (Sử dụng mật độ tần số ni/hin_i/h_i). d) Tại sao việc chọn khoảng nhóm hh khác nhau lại gây khó khăn cho việc phân tích mốt?

💡 Đáp án

a) Giá trị đại diện: 5, 15, 35. xˉ=19\bar{x} = 19 triệu đồng. b) n=100n/2=50n=100 \Rightarrow n/2=50. N1=20, N1+N2=70. Nằm ở N2: Me=10+50205010=16M_e = 10 + \frac{50-20}{50} \cdot 10 = 16 triệu đồng. c) Mật độ: 2,5,12, 5, 1. Mốt ở nhóm 2. Mo14,3M_o \approx 14,3 triệu đồng. d) Vì tần số cao có thể do khoảng rộng chứ không phải do tập trung đông.

🎯

Luyện tập trắc nghiệm

Câu hỏi ngẫu nhiên từ ngân hàng đề — kiểm tra kiến thức ngay!

🚀 Làm bài trắc nghiệm →
Miễn phí · Không giới hạn lần làm
📑 Mục lục