题目
测得一组资料,如身高或体重等,从统计上讲,下面哪项与其标准差的大小无关A. 样本含量的大小B. 随机测量误差的大小C. 算术均数D. 观察值之间变异程度的大小E. 分组的多少
测得一组资料,如身高或体重等,从统计上讲,下面哪项与其标准差的大小无关
A. 样本含量的大小
B. 随机测量误差的大小
C. 算术均数
D. 观察值之间变异程度的大小
E. 分组的多少
题目解答
答案
C. 算术均数
解析
本题考查标准差的概念以及影响标准差大小的因素。解题的关键在于理解标准差的定义和性质,通过分析每个选项与标准差之间的关系来得出答案。
标准差的定义
标准差是用来衡量一组数据离散程度的统计量,其计算公式为$S = \sqrt{\frac{\sum_{i = 1}^{n}(X_i - \bar{X})^2}{n - 1}}$,其中$S$表示标准差,$X_i$表示第$i$个观察值,$\bar{X}$表示算术均数,$n$表示样本含量。
对各选项的分析
- A. 样本含量的大小:
- 当样本含量$n$较小时,个别极端值对标准差的影响较大;随着样本含量$n$的增大,标准差会逐渐稳定。例如,有两组数据,第一组数据为$1, 2, 3$,其标准差$S_1=\sqrt{\frac{(1 - 2)^2+(2 - 2)^2+(3 - 2)^2}{3 - 1}}=\sqrt{\frac{1 + 0 + 1}{2}} = 1$;第二组数据在第一组基础上增加一个值$2$,变为$1, 2, 2, 3$,其标准差$S_2=\sqrt{\frac{(1 - 2)^2+(2 - 2)^2+(2 - 2)^2+(3 - 2)^2}{4 - 1}}=\sqrt{\frac{1 + 0 + 0 + 1}{3}}\approx0.82$。可以看出样本含量变化会影响标准差大小,所以该选项与标准差大小有关。
- B. 随机测量误差的大小:
- 随机测量误差越大,数据的波动就越大,观察值偏离均数的程度也就越大,从而导致标准差增大。例如,在测量身高时,如果测量工具存在较大的误差,那么测量得到的身高数据就会比较分散,标准差也就会相应增大,所以该选项与标准差大小有关。
- C. 算术均数:
- 从标准差的计算公式可以看出,标准差主要反映的是观察值之间的变异程度,而不是数据的平均水平(算术均数)。例如,有两组数据$1, 2, 3$和$101, 102, 103$,第一组数据的算术均数$\bar{X}_1=\frac{1 + 2 + 3}{3}=2$,标准差$S_1=\sqrt{\frac{(1 - 2)^2+(2 - 2)^2+(3 - 2)^2}{3 - 1}} = 1$;第二组数据的算术均数$\bar{X}_2=\frac{101 + 102 + 103}{3}=102$,标准差$S_2=\sqrt{\frac{(101 - 102)^2+(102 - 102)^2+(103 - 102)^2}{3 - 1}} = 1$。两组数据算术均数不同,但标准差相同,说明算术均数与标准差大小无关,所以该选项符合题意。
- D. 观察值之间变异程度的大小:
- 标准差的本质就是衡量观察值之间变异程度的指标,观察值之间变异程度越大,标准差就越大;反之,标准差就越小。例如,数据$1, 100$的变异程度比数据$1, 2$大,$1, 100$的标准差$S_1=\sqrt{\frac{(1 - 50.5)^2+(100 - 50.5)^2}{2 - 1}}\approx70.71$,$1, 2$的标准差$S_2=\sqrt{\frac{(1 - 1.5)^2+(2 - 1.5)^2}{2 - 1}} = 0.5$,所以该选项与标准差大小有关。
- E. 分组的多少:
- 分组的多少会影响数据的分布呈现方式,但不会改变数据本身的离散程度。然而,在实际应用中,如果分组不合理,可能会掩盖数据的真实变异情况,从而影响对标准差的估计。例如,将一组数据进行不合理的粗分组,可能会使数据看起来更集中,导致计算出的标准差偏小;反之,细分组可能会使数据看起来更分散,标准差偏大。所以分组的多少与标准差大小有关。