统计决策母题:平均数相同比什么
两名选手平均成绩相同时,比稳定性——方差小者波动小。计算、图象与极差三种视角指向同一结论,体会「用数据做决策」。
答案:两人平均都是 环;甲方差 、乙方差 ,甲更稳定,选甲参赛。
前置知识
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必备前置 学本页前须先掌握
适用前提与边界条件
- 会算算术平均数
- 理解「波动大小」的含义,知道方差是刻画波动的统计量
知识地图
一道题,3 条路。小学到初中的工具轮番上场,每一步都只是旧知识的新组合。
解法① 折线图直观比较 小学
核心工具:统计图、折线图
把两人的成绩按枪序画成折线,并画一条 环的水平参考线。
甲的折线几乎贴着参考线小幅起伏;乙的折线上蹿下跳,两次冲到 10 环、又两次跌到 6 环。
不计算也能看出:甲离参考线近且稳定,乙波动大。「图象的起伏」正是方差要量化的东西。
点睛:方差是折线「抖不抖」的数值化——先看图再算数,两者互相印证。
体现思想:数形结合
解法② 平均数与方差计算 初中
核心工具:平均数、方差
甲的平均:(环)。
甲的方差:
乙的平均:(环)。
乙的方差:
平均相同,,甲的波动小,发挥更稳定,选甲。
点睛:先比平均、平均相同再比方差——这是统计决策的标准两步。
体现思想:统计思想
解法③ 极差与最差成绩辅助判断 初中
核心工具:极差、数据比较
甲的极差 (环),乙的极差 (环),乙的波动范围是甲的两倍。
再看最差成绩:甲最差 7 环,乙有两次 6 环,比甲的最差还低。常规赛按总环数或稳定名次计,低分枪数多会拖累成绩。
综合极差与最差值,仍应选甲。
点睛:方差之外,极差和最差值是更朴素的波动指标——多指标互查,结论更可靠。
体现思想:统计思想、分类讨论
思想方法总结
七种解法看似不同,背后是同一套思想在反复起作用:
| 思想 | 出现在哪些解法 | 起什么作用 |
|---|---|---|
| 统计思想 | 平均数与方差计算、极差与最差成绩辅助判断 | — |
| 数形结合 | 折线图直观比较 | — |
| 分类讨论 | 极差与最差成绩辅助判断 | — |
生活应用
这类「条件最值」不是考试专属,生活中到处可见:
- tong-ji-xian-jing
变式训练
- 若乙的 5 枪改为 10,10,10,2,8,平均仍是 8 环,方差变为多少?决策会变吗? (提示:偏差为 2,2,2,−6,0,方差 ,波动比原来更大,仍选甲。)
- 若教练要选人冲击「单场最高环数」的纪录,决策会怎么变? (提示:此时上限比稳定性重要:乙打出过 10 环而甲上限只有 9 环,可考虑乙——说明决策标准随目标改变。)
为什么值得学三种解法
这道题把「统计是用来做决策的」演得明明白白:平均数回答「水平大概多高」,方差回答「发挥稳不稳定」,两者合起来才能回答「选谁」。计算版给出严谨流程,图象版让波动看得见,极差版提供不依赖公式的快速判断。中考统计题几乎都长这样:给数据、算两个量、结合情境写结论——结论必须挂靠在指标上,指标必须挂靠在问题上。
正例与反例
✅ 正例
- 甲 5 枪 8,8,8,9,7 平均 8 环、方差 0.4;乙 10,6,10,6,8 平均 8 环、方差 3.2,甲发挥更稳。
❌ 反例
- 「乙打出过 10 环,所以乙一定更强」错:单次最好成绩不代表整体水平,判断要看平均与波动,不能只看巅峰值。
高频误解与考试易错
- 方差计算漏平方:先把每个偏差 平方,再取平均,不平方正负偏差会抵消
- 「方差小就好」要看情境:常规任务选稳定者;若规则鼓励冲击高分,波动大者反而有机会,结论随目标而定
- 数据太少结论不稳:5 枪的方差受偶然因素影响大,实际选拔要看更大样本的数据
常见问题
方差公式为什么要平方?
平均数相同时还能比什么?
什么情况下反而选方差大的?
数据少能下结论吗?
依据与出处
- 人教版(2024 审定)八年级下册 第二十四章《数据的分析》