Trung bình và độ phân tán trả lời hai câu khác nhau
Trung bình cho biết mức đại diện; độ lệch chuẩn cho biết các giá trị phân tán quanh mức ấy ra sao. Khi cùng đại lượng và cùng đơn vị, mẫu có độ lệch chuẩn nhỏ hơn tập trung quanh trung bình hơn theo số đo này.
Nếu đề hỏi “đều hơn” hoặc “ổn định hơn”, thường cần xem độ phân tán. Nếu hỏi “trung bình cao hơn”, cần so sánh trung bình. Không kết luận một phương án tốt hơn về mọi mặt chỉ từ một con số.
Cùng trung bình, khác độ phân tán
Hai mẫu minh họa cùng đo thời gian, với các nhóm $[0;2)$, $[2;4)$, $[4;6)$:
| Mẫu | Tần số ba nhóm | Cỡ mẫu |
|---|---|---:|
| A | 2, 6, 2 | 10 |
| B | 4, 2, 4 | 10 |
Trung điểm 1,3,5 cho trung bình cả hai bằng 3. Mẫu A có $s_A^2=(2\cdot4+6\cdot0+2\cdot4)/10=1{,}6$. Mẫu B có $s_B^2=(4\cdot4+2\cdot0+4\cdot4)/10=3{,}2$.
Vì $s_A<s_B$, thời gian của mẫu A tập trung quanh trung bình hơn. Cùng trung bình không có nghĩa hai mẫu phân tán như nhau.
Chọn nhận xét được dữ liệu hỗ trợ
Hai mẫu cùng đo thời gian chạy, có cùng trung bình; độ lệch chuẩn của A là 0,2 giây, của B là 0,5 giây. Ta kết luận
Đề cho trung bình bằng nhau.
Đề cho trung bình bằng nhau.
Đúng: nhận xét về độ phân tán.
Số trung bình và độ lệch chuẩn không cho kết luận mọi lần chạy.
Lời giải
$0{,}2<0{,}5$ nên thời gian của A ít phân tán quanh trung bình hơn theo độ lệch chuẩn.
Đổi đơn vị trước khi so sánh
Mẫu A đo bằng mét có độ lệch chuẩn 0,03 m; mẫu B đo cùng đại lượng bằng centimet có độ lệch chuẩn 2 cm. So sánh số 0,03 với 2 ngay sẽ sai đơn vị.
Đổi $0{,}03$ m thành 3 cm. Khi cùng đơn vị, độ lệch chuẩn của B nhỏ hơn A: 2 cm < 3 cm. Tương ứng, phương sai của A là 9 cm², của B là 4 cm².
Nhân dữ liệu với hệ số c làm độ lệch chuẩn nhân $|c|$ và phương sai nhân $c^2$.
Nhận xét gắn với câu hỏi thực tế
Trong bài toán mô hình về lợi nhuận, độ lệch chuẩn có thể được dùng để so sánh mức biến động. Nếu hai mức trung bình khác nhau rất nhiều, chỉ nhìn độ lệch chuẩn chưa đủ để kết luận phương án nào “ít rủi ro hơn”. Nên nêu đúng điều số liệu cho biết, theo giả thiết và tiêu chí của đề.
Khi gộp hai mẫu, trung bình chung phải tính theo cỡ mẫu. Cũng không lấy trung bình cộng hai độ lệch chuẩn để có độ lệch chuẩn chung.
Nhận xét hai tiêu chí
Mẫu A có trung bình 12 phút, độ lệch chuẩn 2 phút; mẫu B có trung bình 10 phút, độ lệch chuẩn 3 phút. So sánh thời gian trung bình và độ đồng đều.
Trung bình dùng để so mức thời gian, độ lệch chuẩn dùng để so độ đồng đều; hai vai trò đã bị đảo.
Phương án dùng đúng dữ kiện, điều kiện và lập luận.
B nhanh hơn về trung bình, nhưng $3>2$ nên phân tán hơn A.
Vẫn có thể so riêng mức trung bình và độ lệch chuẩn khi cùng đơn vị, cách đo.
Lời giải
B có thời gian trung bình ngắn hơn vì 10<12. A đồng đều hơn theo độ lệch chuẩn vì 2<3. Hai nhận xét không mâu thuẫn.
Phương sai và độ lệch chuẩn cùng thứ tự
Cho s² của A bằng 4, của B bằng 9, cùng đơn vị dữ liệu. Có cần lấy căn để biết mẫu nào có độ lệch chuẩn nhỏ hơn không?
Hàm căn tăng trên các số không âm nên thứ tự phương sai được giữ nguyên.
Phương án dùng đúng dữ kiện, điều kiện và lập luận.
Ta có $s_A=2<s_B=3$, nên A nhỏ hơn.
Lấy căn cho hai kết quả khác nhau là $2$ và $3$.
Lời giải
Không cần: căn bậc hai tăng trên các số không âm. A có độ lệch chuẩn nhỏ hơn; cụ thể 2<3.
Gộp trung bình
Mẫu A có 10 quan sát trung bình 8; mẫu B có 30 quan sát trung bình 12. Tính trung bình chung.
Hai mẫu có cỡ khác nhau nên phải lấy trung bình có trọng số.
Mẫu số phải là tổng số quan sát $40$, không phải số mẫu $2$.
Mẫu B có trọng số lớn hơn nhưng mẫu A vẫn góp vào tổng, nên kết quả là $11$.
Phương án dùng đúng dữ kiện, điều kiện và lập luận.
Lời giải
$(10\cdot8+30\cdot12)/40=11$. Không lấy $(8+12)/2=10$ khi hai cỡ khác nhau.
Nêu giới hạn của nhận xét
Hai mẫu có cùng khoảng biến thiên, nhưng chưa biết tần số từng nhóm. Có đủ để chọn mẫu có thời gian ổn định hơn theo độ lệch chuẩn không?
Phương án dùng đúng dữ kiện, điều kiện và lập luận.
Các tần số bên trong hai biên còn quyết định độ lệch chuẩn.
Số nhóm không tự quyết định độ phân tán; cần phân bố tần số.
Mức trung bình và độ ổn định là hai đặc điểm khác nhau.
Lời giải
Chưa đủ. Cùng hai biên vẫn có thể phân bố khác nhau bên trong. Cần thêm dữ liệu để tính hoặc so sánh độ lệch chuẩn.
Điều cần nhớ
So sánh cùng đại lượng, cùng đơn vị và đúng tiêu chí. Viết kết luận vừa đủ: mức trung bình, độ phân tán hoặc cả hai; không suy rộng thành đánh giá mọi mặt.
Đang học